JP2011191110A - Stick-slip detecting device and detecting method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To determine the state of a stick slip corresponding to the state of control, in a more accurate way. <P>SOLUTION: For example, a control valve is controlled from the outside via a positioner, or is controlled autonomously by an adjusting mechanism in the valve. As a result of control, displacement of a valve shaft (movable part) is changed. Additionally, a process variable, such as a flow rate of fluid passing through the control valve, is changed corresponding to the amount of displacement of the valve shaft. In this way, on the basis of the amount of displacement of the valve shaft and that of measurement results (measurement values) of the process variable, a diagnosis operation control unit 107 controls the operation of a diagnosis unit 100. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、調節弁やガスガバナなどの接触摩擦部を有する摺動面をもつ装置の動作におけるスティックスリップを検出するスティックスリップ検出装置および検出方法に関する。   The present invention relates to a stick-slip detection device and a detection method for detecting stick-slip in the operation of a device having a sliding surface having a contact friction portion such as a control valve or a gas governor.

調節弁やガスガバナの故障は、摺動部分におけるスティックスリップの発生を検出することで、診断することが可能である。スティックスリップは、例えば、図10に示すように、ピストン1001とシリンダ1002との接触摺動部1003の状態によって発生するものである。例えば、このスティックスリップは、接触摺動部1003に異物が混入したときなどに発生する。従って、ピストン1001の変位を計測し、計測した変位の状態を監視することでスティックスリップを検出できる(特許文献1参照)。   The failure of the control valve or gas governor can be diagnosed by detecting the occurrence of stick-slip in the sliding portion. For example, as shown in FIG. 10, the stick slip is generated depending on the state of the contact sliding portion 1003 between the piston 1001 and the cylinder 1002. For example, this stick-slip occurs when foreign matter enters the contact sliding portion 1003. Therefore, stick slip can be detected by measuring the displacement of the piston 1001 and monitoring the measured displacement state (see Patent Document 1).

ここで、特許文献1に記載されたスティックスリップ検出について簡単に説明する。この検出技術では、ピストン1001の変位を検出し、検出した変位より第1の状態量を算出し、また、検出した変位より第2の状態量を算出し、正常動作時の変位より得られる第1の状態量と第2の状態量との関係と、算出した第1の状態量および算出した第2の状態量の間の関係とを比較することで、スティックスリップを検出(判断)している。   Here, the stick-slip detection described in Patent Document 1 will be briefly described. In this detection technique, the displacement of the piston 1001 is detected, the first state quantity is calculated from the detected displacement, the second state quantity is calculated from the detected displacement, and the first state quantity obtained from the displacement during normal operation is obtained. The stick slip is detected (determined) by comparing the relationship between the first state quantity and the second state quantity with the relation between the calculated first state quantity and the calculated second state quantity. Yes.

例えば、第1の状態量として変位の1階差分値の絶対値の平均を用い、第2の状態量として変位の1階差分値の2乗平均の平方根を用いている。ピストン1001の変位を離散的に検出する場合、i番目に検出した変位をXiとすると、各状態量は以下の式(1)および式(2)ように表される(ただし、Nは状態量の算出に用いた変位データの数である)。   For example, the average of the absolute values of the first-order difference values of displacement is used as the first state quantity, and the square root of the mean square of the first-order difference values of displacement is used as the second state quantity. When the displacement of the piston 1001 is discretely detected and the i-th detected displacement is Xi, each state quantity is expressed by the following expressions (1) and (2) (where N is the state quantity) This is the number of displacement data used to calculate.

Figure 2011191110
Figure 2011191110

変位の1階差分値の絶対値(|Xi+1−Xi|)の頻度分布は、図11Aおよび図11Bに示すようになる。図11Aは、正常時の状態を示し、差分値が大きくなるにつれ発生頻度が緩やかに減少している。一方、スティックスリップが発生している場合、大半の時間は固着状態にあり、時々滑り状態が発生している。このため、1階差分値の頻度は、図11Bに示すように、高い頻度で0に近い値を取る一方で(固着状態に対応)、低い頻度ながら比較的大きな値を取ることもある(滑り状態に対応)。このようなスティックスリップが発生している状態では、第1の状態量(1階差分値の絶対値平均)と第2の状態量(1階差分値の2乗平均の平方根)の比が正常時より大きくなるので、2つの状態量の比を監視することでスティックスリップの検出ができる。 The frequency distribution of the absolute value (| X i + 1 −X i |) of the first-order difference value of the displacement is as shown in FIGS. 11A and 11B. FIG. 11A shows a normal state, and the occurrence frequency gradually decreases as the difference value increases. On the other hand, when stick-slip has occurred, it is in a fixed state for most of the time, and sometimes a slip state is generated. For this reason, as shown in FIG. 11B, the frequency of the first-order difference value takes a value close to 0 with high frequency (corresponding to the fixed state), but may take a relatively large value with low frequency (slip). Corresponding to the state). In such a state where stick slip occurs, the ratio of the first state quantity (average absolute value of the first-order difference value) and the second state quantity (square root of the mean square of the first-order difference value) is normal. Since it becomes larger than the time, stick-slip can be detected by monitoring the ratio of the two state quantities.

特許第3254624号公報Japanese Patent No. 3254624

しかしながら、上述した技術では、可動部(ピストン)の制御状態によっては、誤ってスティックスリップ状態であると判断する場合が発生するという問題がある。   However, the above-described technique has a problem that the stick-slip state may be erroneously determined depending on the control state of the movable part (piston).

上述した技術では、スティックスリップの検出対象の動作が固着状態と滑り状態の2つに分かれていることを、可動部の変位から算出される2つの状態量とこれらの関係から検出する。これは、可動部の変位のみを用いて判断していることになる。このため、可動部の動き(変位)がスティックスリップの状態と同様であれば、スティックスリップが実際には発生していなくてもスティックスリップと判断されることになる。しかしながら、これは、誤検知ということになる。   In the technique described above, it is detected from the relationship between the two state quantities calculated from the displacement of the movable part and the relationship between the movement of the stick-slip detection object in the fixed state and the sliding state. This is determined using only the displacement of the movable part. For this reason, if the movement (displacement) of the movable part is the same as in the stick-slip state, it is determined that the stick-slip has occurred even if the stick-slip has not actually occurred. However, this is a false detection.

例えば、ポジショナによる弁軸位置の制御において、弁軸変位の制御指令値(設定値、セットポイント)が大きく変更される場合、制御指令値が変更されるときの弁(可動部)の変位の挙動は、スティックスリップの状態と同様となる場合がある。   For example, in the control of the valve shaft position by the positioner, when the control command value (set value, set point) of the valve shaft displacement is greatly changed, the behavior of the displacement of the valve (movable part) when the control command value is changed May be similar to the stick-slip state.

図12の(a)に示すような、2つの値が交互に取られ、時系列信号が矩形波となっている変位に対する制御指令値が与えられると、これに対応し、調節弁の弁軸変位の応答は、図12の(b)に示すような時系列信号の変位測定値として測定される。このような変位測定値の1階差分値は、図12の(c)に示すようになる。この場合、図12の(c)に示されるように、1階差分値は大半の時間は0に近い値を取るが、制御指令値が変わった直後のみ大きな値を取る。   As shown in FIG. 12 (a), when two values are alternately taken and a control command value for a displacement in which the time-series signal is a rectangular wave is given, the valve shaft of the control valve corresponds to this. The displacement response is measured as a displacement measurement value of a time-series signal as shown in FIG. Such a first-order difference value of the displacement measurement value is as shown in FIG. In this case, as shown in FIG. 12C, the first-order difference value takes a value close to 0 for most of the time, but takes a large value only immediately after the control command value changes.

この挙動は、大半の時間は固着状態にあり、時々滑り状態となって速い動きをするというスティックスリップ現象の挙動と同様である。この結果、上述した技術では、図12の(a)に示すような制御を行っているときに、スティックスリップが発生しているものとして誤検知を起こしてしまう。このような誤検知は、弁の動作速度が速い場合に起きやすく、小型の弁で特に問題となる。   This behavior is similar to the behavior of the stick-slip phenomenon, which is in a fixed state for most of the time and sometimes moves quickly and moves quickly. As a result, in the above-described technique, when the control as shown in FIG. Such false detection is likely to occur when the valve operating speed is high, and is particularly problematic for small valves.

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、制御の状態に対応してより正確にスティックスリップの状態が判断できるようにすることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to make it possible to more accurately determine the state of stick-slip in accordance with the state of control.

本発明に係るスティックスリップ検出装置は、接触摺動部を有する可動部の変位を検出する変位検出手段と、変位より第1の状態量を算出する第1の演算手段と、変位より第2の状態量を算出する第2の演算手段と、予め求めてある可動部の正常動作時の変位より得られる第1の状態量と第2の状態量との関係を格納した特性記憶部と、特性記憶部に格納されている関係を利用して第1の演算手段が算出した第1の状態量より第2の状態量を推定して推定状態量を算出する状態量推定手段と、第2の演算手段が算出した第2の状態量と推定状態量とを比較することで可動部の異常を判断する診断演算手段とを有する可動部の異常を判断する診断部と、可動部の変位量および可動部の変位により変化するプロセス変量のいずれかの測定値の変化量をもとに診断部の動作を制御する診断動作制御部とを備える。   The stick-slip detection device according to the present invention includes a displacement detection means for detecting a displacement of a movable portion having a contact sliding portion, a first calculation means for calculating a first state quantity from the displacement, and a second from the displacement. A second calculating means for calculating a state quantity; a characteristic storage section storing a relationship between a first state quantity and a second state quantity obtained from a displacement during normal operation of the movable part that has been obtained in advance; State quantity estimating means for estimating the second state quantity from the first state quantity calculated by the first computing means using the relationship stored in the storage unit and calculating the estimated state quantity; A diagnostic unit that determines abnormality of the movable part, and a diagnostic calculation unit that determines abnormality of the movable part by comparing the second state quantity calculated by the calculation means and the estimated state quantity; Change in measured value of any process variable that changes due to displacement of moving part The and a diagnosing operation controlling unit that controls the operation of the diagnostic unit based on.

また、本発明に係るスティックスリップ検出装置は、接触摺動部を有する可動部の変位を検出する変位検出手段と、変位より第1の状態量を算出する第1の演算手段と、変位より第2の状態量を算出する第2の演算手段と、予め求めてある可動部の正常動作時の変位より得られる第1の状態量と第2の状態量との関係を格納した特性記憶部と、第1の演算手段が算出した第1の状態量および第2の演算手段が算出した第2の状態量の間の関係と、特性記憶部に格納された関係とを比較することで、可動部の異常を判断する診断演算手段とを有する可動部の異常を判断する診断部と、可動部の変位量および可動部の変位により変化するプロセス変量のいずれかの測定値の変化量をもとに診断部の動作を制御する診断動作制御部とを備える。   The stick-slip detection device according to the present invention includes a displacement detection means for detecting a displacement of a movable part having a contact sliding part, a first calculation means for calculating a first state quantity from the displacement, and a first calculation from the displacement. A second calculation means for calculating the state quantity of 2, and a characteristic storage section storing a relationship between the first state quantity and the second state quantity obtained from the displacement of the movable part obtained in advance during normal operation; By comparing the relationship between the first state quantity calculated by the first calculation means and the second state quantity calculated by the second calculation means with the relation stored in the characteristic storage unit, Based on the amount of change in the measured value of either the diagnostic part for judging the abnormality of the movable part having a diagnostic calculation means for judging the abnormality of the part, or the process variable that changes due to the displacement of the movable part and the displacement of the movable part And a diagnostic operation control unit for controlling the operation of the diagnostic unit.

上記スティックスリップ検出装置において、診断動作制御部は、変位検出手段が検出した可動部の変位の変化量を算出する変化量算出手段と、この変化量算出手段が算出した変化量が予め設定されているしきい値を超えたことを検出して診断部の動作を制御する動作制御手段とを備えるようにすればよい。また、診断動作制御部は、プロセス変量の測定値の変化量を算出する変化量算出手段と、この変化量算出手段が算出した変化量が予め設定されているしきい値を超えたことを検出して診断部の動作を停止する動作制御手段とを備えるようにしてもよい。   In the stick-slip detection device, the diagnostic operation control unit is preset with a change amount calculating unit that calculates a change amount of the displacement of the movable part detected by the displacement detecting unit, and a change amount calculated by the change amount calculating unit. And an operation control means for controlling the operation of the diagnosis unit by detecting that the threshold value is exceeded. In addition, the diagnostic operation control unit detects a change amount calculating unit that calculates a change amount of the measured value of the process variable, and detects that the change amount calculated by the change amount calculating unit exceeds a preset threshold value. Then, an operation control means for stopping the operation of the diagnosis unit may be provided.

上記スティックスリップ検出装置において、診断動作制御部は、第1の演算手段および第2の演算手段の動作を停止することで、診断部の動作を制御すればよい。また、診断動作制御部は、診断演算手段の動作を停止することで診断部の動作を制御してもよい。また、診断動作制御部は、診断演算手段による異常の判断をもとに、診断部の動作制御を開始し、可動部の変位量および可動部の変位により変化するプロセス変量のいずれかの測定値の変化量をもとに診断演算手段による異常の判断の正誤を判別するようにしてもよい。   In the stick-slip detection device, the diagnosis operation control unit may control the operation of the diagnosis unit by stopping the operations of the first calculation unit and the second calculation unit. Further, the diagnostic operation control unit may control the operation of the diagnostic unit by stopping the operation of the diagnostic calculation means. Further, the diagnostic operation control unit starts the operation control of the diagnostic unit based on the determination of abnormality by the diagnostic calculation means, and the measured value of either the displacement amount of the movable portion or the process variable that changes due to the displacement of the movable portion The correctness / incorrectness of the determination of abnormality by the diagnostic calculation means may be determined based on the amount of change.

また、本発明に係るスティックスリップ検出装置は、接触摺動部を有する可動部の変位を検出する変位検出手段と、変位より第1の状態量を算出する第1の演算手段と、変位より第2の状態量を算出する第2の演算手段と、予め求めてある可動部の正常動作時の変位より得られる第1の状態量と第2の状態量との関係を格納した特性記憶部と、特性記憶部に格納されている関係を利用し、第1の演算手段が算出した第1の状態量より第2の状態量を推定して推定状態量を算出する状態量推定手段と、第2の演算手段が算出した第2の状態量と推定状態量とを比較することで可動部の異常を判断する診断演算手段とを有する可動部の異常を判断する診断部と、可動部の変位量および可動部の変位により変化するプロセス変量のいずれかの測定値の変化量をもとに診断演算手段による異常の判断の正誤を判別する診断結果判別部とを備える。   The stick-slip detection device according to the present invention includes a displacement detection means for detecting a displacement of a movable part having a contact sliding part, a first calculation means for calculating a first state quantity from the displacement, and a first calculation from the displacement. A second calculation means for calculating the state quantity of 2, and a characteristic storage section storing a relationship between the first state quantity and the second state quantity obtained from the displacement of the movable part obtained in advance during normal operation; A state quantity estimating means for calculating an estimated state quantity by estimating a second state quantity from the first state quantity calculated by the first computing means using a relationship stored in the characteristic storage unit; A diagnostic unit for determining an abnormality of the movable part, comprising a diagnostic calculation unit for determining an abnormality of the movable part by comparing the second state quantity calculated by the two calculation means and the estimated state quantity, and a displacement of the movable part Measured value of any process variable that varies with the amount and displacement of the moving part The amount of change and a diagnostic result discrimination unit for discriminating the correctness of abnormality determination by the diagnostic calculating means based.

また、本発明に係るスティックスリップ検出方法は、接触摺動部を有する可動部の変位を検出し、変位より第1の状態量を算出し、変位より第2の状態量を算出し、予め求めてある可動部の正常動作時の変位より得られる第1の状態量と第2の状態量との関係を利用し、算出した第1の状態量より第2の状態量を推定して推定状態量を算出し、算出した第2の状態量と推定状態量とを比較することで可動部の異常を判断し、可動部の変位量および可動部の変位により変化するプロセス変量のいずれかの測定値の変化量をもとに異常の判断動作を制御する。   Further, the stick-slip detection method according to the present invention detects the displacement of the movable part having the contact sliding part, calculates the first state quantity from the displacement, calculates the second state quantity from the displacement, and obtains in advance. Estimating the second state quantity from the calculated first state quantity by using the relationship between the first state quantity and the second state quantity obtained from the displacement of the movable part during normal operation A quantity is calculated, the abnormality of the movable part is judged by comparing the calculated second state quantity and the estimated state quantity, and either the displacement amount of the movable part or the process variable that changes due to the displacement of the movable part is measured. The abnormality judgment operation is controlled based on the change amount of the value.

また、本発明に係るスティックスリップ検出方法は、接触摺動部を有する可動部の変位を検出し、変位より第1の状態量を算出し、変位より第2の状態量を算出し、予め求めてある可動部の正常動作時の変位より得られる第1の状態量と第2の状態量との関係と、算出した第1の状態量および第2の状態量の間の関係とを比較することで、可動部の異常を判断し、可動部の変位量および可動部の変位により変化するプロセス変量のいずれかの測定値の変化量をもとに異常の判断動作を制御する。   Further, the stick-slip detection method according to the present invention detects the displacement of the movable part having the contact sliding part, calculates the first state quantity from the displacement, calculates the second state quantity from the displacement, and obtains in advance. The relationship between the first state quantity and the second state quantity obtained from the displacement of the movable part during normal operation is compared with the calculated relationship between the first state quantity and the second state quantity. Thus, the abnormality of the movable part is determined, and the abnormality determination operation is controlled based on the amount of change in the measured value of either the amount of displacement of the movable part or the process variable that changes due to the displacement of the movable part.

上記スティックスリップ検出方法において、可動部の変位の変化量を算出し、算出した変化量が予め設定されているしきい値を超えたことにより異常の判断動作を停止するようにすればよい。また、プロセス変量の測定値の変化量を算出し、算出した変化量が予め設定されているしきい値を超えたことにより異常の判断動作を停止するようにしてもよい。また、可動部の変位量および可動部の変位により変化するプロセス変量のいずれかの測定値の変化量をもとに異常を判断の正誤を判別することで、異常の判断動作を停止してもよい。   In the stick-slip detection method, the change amount of the displacement of the movable part may be calculated, and the abnormality determining operation may be stopped when the calculated change amount exceeds a preset threshold value. Alternatively, the amount of change in the measurement value of the process variable may be calculated, and the abnormality determination operation may be stopped when the calculated amount of change exceeds a preset threshold value. In addition, even if the abnormality determination operation is stopped by determining whether the abnormality is correct based on the amount of change in the measured value of either the displacement of the movable part or the process variable that changes due to the displacement of the movable part Good.

また、本発明に係るスティックスリップ検出方法は、接触摺動部を有する可動部の変位を検出し、変位より第1の状態量を算出し、変位より第2の状態量を算出し、予め求めてある可動部の正常動作時の変位より得られる第1の状態量と第2の状態量との関係を利用し、算出した第1の状態量より第2の状態量を推定して推定状態量を算出し、算出した第2の状態量と推定状態量とを比較することで可動部の異常を判断し、可動部の変位量および可動部の変位により変化するプロセス変量のいずれかの測定値の変化量をもとに異常の判断の正誤を判別する。   Further, the stick-slip detection method according to the present invention detects the displacement of the movable part having the contact sliding part, calculates the first state quantity from the displacement, calculates the second state quantity from the displacement, and obtains in advance. Estimating the second state quantity from the calculated first state quantity by using the relationship between the first state quantity and the second state quantity obtained from the displacement of the movable part during normal operation A quantity is calculated, the abnormality of the movable part is judged by comparing the calculated second state quantity and the estimated state quantity, and either the displacement amount of the movable part or the process variable that changes due to the displacement of the movable part is measured. The correctness / incorrectness of the determination of abnormality is determined based on the amount of change in value.

以上説明したように、本発明によれば、可動部の変位量および可動部の変位により変化するプロセス変量のいずれかの測定値の変化量をもとに異常の判断動作を制御するようにしたので、制御の状態に対応してより正確にスティックスリップの状態が判断できるようなるという優れた効果が得られる。   As described above, according to the present invention, the abnormality determination operation is controlled based on the amount of change in the measured value of either the displacement amount of the movable portion or the process variable that changes due to the displacement of the movable portion. Therefore, it is possible to obtain an excellent effect that the stick-slip state can be more accurately determined in accordance with the control state.

図1は、本発明の実施の形態1におけるスティックスリップ検出装置の構成を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a stick-slip detection device according to Embodiment 1 of the present invention. 図2は、本発明の実施の形態2におけるスティックスリップ検出装置の構成を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of the stick-slip detection device according to the second embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施の形態3におけるスティックスリップ検出装置の構成を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing the configuration of the stick-slip detection device according to the third embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施の形態4におけるスティックスリップ検出装置の構成を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing the configuration of the stick-slip detection device according to the fourth embodiment of the present invention. 図5は、本発明の実施の形態5におけるスティックスリップ検出装置の構成を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing the configuration of the stick-slip detection device according to the fifth embodiment of the present invention. 図6は、本発明の実施の形態6におけるスティックスリップ検出装置の構成を示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram showing the configuration of the stick-slip detection device according to the sixth embodiment of the present invention. 図7は、本発明の実施の形態7におけるスティックスリップ検出装置の構成を示す構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing the configuration of the stick-slip detection device according to the seventh embodiment of the present invention. 図8は、本発明の実施の形態8におけるスティックスリップ検出装置の構成を示す構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram showing the configuration of the stick-slip detection device according to the eighth embodiment of the present invention. 図9は、本発明の実施の形態9におけるスティックスリップ検出装置の構成を示す構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram showing the configuration of the stick-slip detection device according to the ninth embodiment of the present invention. 図10は、摺動部分を有する装置の構成を示す構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram illustrating a configuration of an apparatus having a sliding portion. 図11Aは、往復摺動している部位より得られる変位信号の1階差分値の発生頻度分布を示すヒストグラムである。FIG. 11A is a histogram showing the frequency distribution of first-order difference values of displacement signals obtained from reciprocally sliding parts. 図11Bは、往復摺動している部位より得られる変位信号の1階差分値の発生頻度分布を示すヒストグラムである。FIG. 11B is a histogram showing the frequency distribution of the first-order difference values of displacement signals obtained from reciprocating sliding parts. 図12は、制御指令値と変位測定値と変位測定値の1階差分値との変化を示すタイミングチャートである。FIG. 12 is a timing chart showing changes in the control command value, the displacement measurement value, and the first-order difference value of the displacement measurement value.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[実施の形態1]
はじめに、本発明の実施の形態1について図1を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態におけるスティックスリップ検出装置の構成を示す構成図である。このスティックスリップ検出装置は、まず、例えば調節弁などの、接触摺動部を有する可動部の異常を判断する診断部100を備える。また、スティックスリップ検出装置は、弁体などの可動部の変位量または可動部の変位により変化するプロセス変量のいずれかの測定値の変化量をもとに、診断部100の動作を停止するなどの制御を行う診断動作制御部107を備える。
[Embodiment 1]
First, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a stick-slip detection device according to an embodiment of the present invention. The stick-slip detection device includes a diagnostic unit 100 that determines abnormality of a movable unit having a contact sliding unit such as a control valve. In addition, the stick-slip detection device stops the operation of the diagnostic unit 100 based on the amount of change in the measured value of either the amount of displacement of the movable part such as the valve body or the process variable that changes due to the displacement of the movable part. A diagnostic operation control unit 107 is provided.

また、診断部100は、変位検出部101,第1状態量算出部(第1の演算手段)102,第2状態量算出部(第2の演算手段)103,特性記憶部104,第2状態量推定部105,および診断演算部106を備える。   The diagnosis unit 100 includes a displacement detection unit 101, a first state quantity calculation unit (first calculation unit) 102, a second state quantity calculation unit (second calculation unit) 103, a characteristic storage unit 104, and a second state. A quantity estimation unit 105 and a diagnostic calculation unit 106 are provided.

変位検出部101は、弁体などの可動部の変位を検出(計測)する。第1状態量算出部102は、検出された可動部の変位より第1の状態量を算出する。第2状態量算出部103は、検出された可動部の変位より第2の状態量を算出する。特性記憶部104は、予め求めてある可動部の正常動作時の変位より得られる第1の状態量と第2の状態量との関係を格納している。第2状態量推定部105は、特性記憶部104に格納されている関係を利用し、第1状態量算出部102が算出した第1の状態量より第2の状態量を推定して推定状態量を算出する。診断演算部106は、第2状態量算出部103が算出した第2の状態量と推定状態量とを比較することで可動部の異常を判断する。   The displacement detection unit 101 detects (measures) the displacement of a movable part such as a valve body. The first state quantity calculator 102 calculates the first state quantity from the detected displacement of the movable part. The second state quantity calculation unit 103 calculates a second state quantity from the detected displacement of the movable part. The characteristic storage unit 104 stores the relationship between the first state quantity and the second state quantity obtained in advance from the displacement of the movable part during normal operation. The second state quantity estimation unit 105 uses the relationship stored in the characteristic storage unit 104 to estimate the second state quantity from the first state quantity calculated by the first state quantity calculation unit 102 and estimate the state Calculate the amount. The diagnosis calculation unit 106 determines the abnormality of the movable part by comparing the second state quantity calculated by the second state quantity calculation unit 103 with the estimated state quantity.

次に、診断動作制御部107についてより詳細に説明する。例えば調節弁は、ポジショナを介し、外部より自動的に制御され、また手動操作により制御される。また、自動弁のように、弁そのものが持つ調節機構により制御を行う場合もある。これらの制御の結果、弁軸が変位(変化)する。また、弁軸の変位量に対応して調節弁を通過する流体の流量などの、プロセス変量が変化する。このような、弁軸の変位量や流量などのプロセス変量などの測定結果(測定値)の変化量をもとに、診断動作制御部107は、診断部100の動作を制御する。   Next, the diagnostic operation control unit 107 will be described in more detail. For example, the control valve is automatically controlled from the outside via a positioner, and is controlled by manual operation. In some cases, control is performed by an adjustment mechanism of the valve itself, such as an automatic valve. As a result of these controls, the valve shaft is displaced (changed). In addition, process variables such as the flow rate of fluid passing through the control valve change corresponding to the amount of displacement of the valve shaft. The diagnosis operation control unit 107 controls the operation of the diagnosis unit 100 based on such a change amount of a measurement result (measurement value) such as a process variable such as a valve shaft displacement amount and a flow rate.

例えば、診断動作制御部107は、測定された弁軸の変位の変化の幅と予め設定されている基準値とを比較し、測定された弁軸変位の単位時間の変化幅が基準値を超えた場合、診断部100における異常の判断動作を停止する。   For example, the diagnostic operation control unit 107 compares the measured change width of the valve shaft displacement with a preset reference value, and the measured valve shaft displacement change width per unit time exceeds the reference value. If this happens, the abnormality determination operation in the diagnosis unit 100 is stopped.

弁軸の変位を短時間で大きく変えるような制御が行われた場合は、正常な動作であってもスティックスリップが発生している場合と同様に判断される場合がある。これに対し、診断動作制御部107は、制御指令値の変化が反映される弁軸変位の測定値の単位時間の変化幅が基準値を超えると、診断部100の動作を停止するので、スティックスリップの誤検知が抑制できるようになる。   When control is performed so that the displacement of the valve shaft is greatly changed in a short time, it may be determined in the same manner as when stick-slip has occurred even in normal operation. On the other hand, the diagnosis operation control unit 107 stops the operation of the diagnosis unit 100 when the unit time change width of the measured value of the valve shaft displacement that reflects the change in the control command value exceeds the reference value. Slip detection errors can be suppressed.

また、可動部である弁軸の変位は、流量などのプロセス変量の変化にも反映されるので、流量などのプロセス変量の測定値においても、上述同様に誤検知が制御できるようになる。ここで用いるプロセス変量は、可動部の変位によって直接制御される物理量であることが好ましい。例えば調節弁であれば、弁を通過する流体の流量や、流量を操作することで制御される物理量(例えば圧力、温度)である。また、直接制御される物理量でなくても、可動部の変位と連動し、強い相関関係にある物理量であれば、実施は可能である。一方,可動部の変位を変えても変化が見られない測定値、可動部の変位と相関が弱い測定値は利用できない。   In addition, since the displacement of the valve shaft, which is a movable part, is also reflected in changes in process variables such as flow rate, erroneous detection can be controlled in the same way as described above even in measured values of process variables such as flow rate. The process variable used here is preferably a physical quantity that is directly controlled by the displacement of the movable part. For example, in the case of a control valve, it is a flow rate of fluid passing through the valve or a physical quantity (for example, pressure or temperature) controlled by operating the flow rate. Further, even if the physical quantity is not directly controlled, it can be implemented if it is a physical quantity that is linked to the displacement of the movable part and has a strong correlation. On the other hand, measurement values that do not change even when the displacement of the movable part is changed, and measurement values that are weakly correlated with the displacement of the movable part cannot be used.

ここで、基準値について簡単に説明する。   Here, the reference value will be briefly described.

まず,制御指令値を外部から明示的に与えることができる診断対象の場合について説明する。スティックスリップ状態ではない正常な可動部(検出対象)に対し、A1とA2の2値の間で往復するような矩形波状の制御指令値を与える。制御指令値を切り替える時間間隔は、実際の動作時において起こりうる最も頻繁な指令値変更間隔と同程度にすることが望ましい。この制御指令値で可動部を動作させた結果測定される変位測定値から2つの状態量を算出し、特許文献1に記載の方法にあてはめて正常か異常かを判定する。この判定で異常と判定された場合は、与えた制御指令値による可動部の変位の変化量は誤検知を起こしうる値ということになるので、もう少しA1とA2の差を小さくして再度実験する。   First, the case of a diagnosis target that can explicitly give a control command value from the outside will be described. A rectangular wave-shaped control command value that reciprocates between two values A1 and A2 is given to a normal movable part (detection target) that is not in a stick-slip state. It is desirable that the time interval for switching the control command value is approximately the same as the most frequent command value change interval that can occur during actual operation. Two state quantities are calculated from the displacement measurement value measured as a result of operating the movable part with this control command value, and applied to the method described in Patent Document 1 to determine whether it is normal or abnormal. If it is determined that there is an abnormality in this determination, the amount of change in the displacement of the movable part due to the given control command value is a value that can cause a false detection, so the experiment is performed again with a smaller difference between A1 and A2. .

このようにして、試験的に与えた制御指令値で動作させることで、A1とA2との幅(制御指令値変化量)をどの程度まで大きくすれば、異常と誤検知されるかが判定できる。また、制御指令値をこの変化量分だけ動かした時の可動部の変位量の変化量を、装置の仕様から求めるか、実験によって測定すれば、可動部変位の変化幅をどの程度まで大きくすれば、異常と誤検知されるかが得られる。従って、上述した試験動作により、異常と判断される可動部の変位量の変化量の下限を求め、この下限値を基準値とすればよい。このようにして決定した基準値を超える可動部の変位の変化量が検出された場合、上述したことより、診断部100はスティックスリップが発生したものと誤検知するものと考えられる。言い換えると、上記基準値を超える変位量の変化が検出された場合、診断動作制御部107が診断部100の動作を停止すれば、誤検知を抑制することができる。変位の変化量が基準値を超えている間、または、変位の変化量が基準値を超えた後、設定されている時間、診断部100の動作を停止すればよい。   In this way, by operating with the control command value given on a trial basis, it is possible to determine to what extent the width between A1 and A2 (control command value change amount) is to be detected as erroneous. . Also, if the control command value is moved by this amount of change, the amount of change in the displacement of the movable part is obtained from the specifications of the device, or if measured by experiment, how much the change in the displacement of the movable part can be increased. For example, it is possible to determine whether an abnormality is erroneously detected. Therefore, the lower limit of the change amount of the displacement amount of the movable part that is determined to be abnormal is obtained by the test operation described above, and this lower limit value may be used as the reference value. When the amount of change in displacement of the movable part exceeding the reference value determined in this way is detected, it is considered that the diagnosis unit 100 erroneously detects that stick-slip has occurred, as described above. In other words, if a change in displacement exceeding the reference value is detected, false detection can be suppressed if the diagnostic operation control unit 107 stops the operation of the diagnostic unit 100. The operation of the diagnosis unit 100 may be stopped for a set time while the displacement change amount exceeds the reference value or after the displacement change amount exceeds the reference value.

また、可動部の変位の変化量を上記下限値の変化量とした時のプロセス変量の測定値の変化量を求め、これを基準値とすれば、基準値を超えるプロセス変量の測定値の変化量が検出された場合、上述同様に、診断動作制御部107が診断部100の動作を停止すれば、誤検知を抑制することができる。   In addition, if the amount of change in the displacement of the movable part is defined as the amount of change in the lower limit value, the amount of change in the measured value of the process variable is obtained. When the amount is detected, as described above, if the diagnosis operation control unit 107 stops the operation of the diagnosis unit 100, erroneous detection can be suppressed.

一方、自力弁のように外部から制御指令値を与えられることなく動作する装置の場合は、上述したように制御指令値を介して基準値を決定することが、制御指令値が明示的に存在しないためにできない。このような場合、設置直後など、診断対象の装置が正常に動作していると思われる時の変位変化量を記憶しておくことで、基準値を決めることができる。例えば、2つの状態量と、これらの状態量を算出した区間における変位変化量の最大値を算出する。このときに、診断部によりスティックスリップが発生していると判断された場合は、算出された変位変化量は誤検知を起こしうる値ということになる。この誤検知と判断できるスティックスリップの発生判断がされたときに測定された変位の変化量の最大値の中で、最も小さな変位変化量を基準値とすることができる。   On the other hand, in the case of a device that operates without being given a control command value from the outside, such as a self-powered valve, it is possible to determine the reference value via the control command value as described above. I can't do it. In such a case, the reference value can be determined by storing the amount of change in displacement when the device to be diagnosed seems to be operating normally, such as immediately after installation. For example, two state quantities and the maximum displacement change amount in the section in which these state quantities are calculated are calculated. At this time, if it is determined by the diagnosis unit that stick-slip has occurred, the calculated displacement change amount is a value that can cause erroneous detection. The smallest displacement change amount among the maximum values of the change amount of displacement measured when the occurrence of stick-slip that can be determined to be erroneous detection is determined can be used as the reference value.

なお、正常な検出対象の数学モデルがあれば、上述した基準値の決定方法に代えて、コンピュータシミュレーションを用いて同様に基準値を決めることができる。ただしこの場合は、変位検出部101の誤差と同程度の外乱を加えた上で状態量を算出する必要がある。   If there is a mathematical model to be detected normally, the reference value can be similarly determined using computer simulation instead of the above-described method for determining the reference value. However, in this case, it is necessary to calculate the state quantity after adding a disturbance equivalent to the error of the displacement detection unit 101.

ただし、基準値の決定においては、スティックスリップが実際に発生した時に誤って診断部を停止しないようにすることが重要となる。スティックスリップが発生して可動部が滑り状態となっている時には、測定される変位の変化量の値は正常時と比べて大きな値を示す。この値は通常、誤検知を起こしうる変化量の値よりは小さいので、問題となる可能性は低い。調節弁(バルブ)の場合で例示すると、スティックスリップによる可動部変位の変化量(滑り前と滑り後の変位の差)は、調節弁の最大変位量(弁の全開時と全閉時の変位の差)の0.5%〜2%程度、大きくても5%程度である。これに対し、誤検知を起こしている時の変化量は、最大変位量の20%〜100%程度、比較的小さい場合でも10%程度である。   However, in determining the reference value, it is important not to stop the diagnostic unit by mistake when a stick slip actually occurs. When stick-slip occurs and the movable part is in a sliding state, the measured displacement change value is larger than that in the normal state. Since this value is usually smaller than the value of the amount of change that can cause false detection, it is unlikely to be a problem. In the case of a control valve (valve), for example, the amount of change in the displacement of the moving part due to stick-slip (difference between the displacement before and after the slip) is the maximum displacement of the control valve (the displacement when the valve is fully opened and fully closed). Difference) is about 0.5% to 2%, and at most about 5%. On the other hand, the amount of change when erroneous detection is occurring is about 20% to 100% of the maximum displacement, and is about 10% even if it is relatively small.

このような中で、前述した基準値が過剰に小さい場合、スティックスリップが実際に発生している場合まで診断部を停止させる恐れがあるのは事実である。従って、変化量に対する基準値を決定する際には、基準値がスティックスリップ発生時にも取りうるような小さな値でないことを確認することが好ましい。   Under such circumstances, when the above-described reference value is excessively small, there is a possibility that the diagnosis unit may be stopped until stick slip actually occurs. Therefore, when determining the reference value for the amount of change, it is preferable to confirm that the reference value is not a small value that can be taken even when stick-slip occurs.

また、前述した基準値が、可動部変位やプロセス変量を測定する際のノイズや外乱の大きさに比べて同程度以下であると、ノイズや外乱の影響で誤って診断動作を停止させる恐れがある。従って、変化量に対する基準値を決定する際には、これら測定ノイズや外乱等によって通常起こりうる変化量より十分大きいことを確認することが好ましい。   In addition, if the above-mentioned reference value is less than or equal to the magnitude of noise or disturbance when measuring moving part displacement or process variables, there is a risk of erroneously stopping the diagnostic operation due to the influence of noise or disturbance. is there. Therefore, when determining the reference value for the amount of change, it is preferable to confirm that it is sufficiently larger than the amount of change that can normally occur due to measurement noise, disturbance, or the like.

なお、診断動作制御部107は、例えば、第1状態量算出部102および第2状態量算出部103における算出動作を停止することで、診断部100における判断の動作を停止すればよい。また、例えば、診断演算部106の動作を停止することで、診断部100における判断の動作を停止してもよい。また、診断動作制御部107は、上述したように診断部100の動作を停止した後、設定されている時間が経過した後、もしくは、弁軸(可動部)の変位やプロセス変量の単位時間あたり変化幅が所定の値より小さくなった後に、診断部100の動作を再開(開始)させる。   The diagnosis operation control unit 107 may stop the determination operation in the diagnosis unit 100 by stopping the calculation operation in the first state quantity calculation unit 102 and the second state quantity calculation unit 103, for example. Further, for example, the determination operation in the diagnosis unit 100 may be stopped by stopping the operation of the diagnosis calculation unit 106. Further, the diagnostic operation control unit 107 stops the operation of the diagnostic unit 100 as described above, and after the set time has elapsed, or per unit time of the displacement of the valve shaft (movable unit) or the process variable. After the change width becomes smaller than a predetermined value, the operation of the diagnosis unit 100 is restarted (started).

ここで、弁軸の変位およびプロセス変量の変化量と基準値を比較するまでには様々な時間遅れがある。遅延の原因としては、変化量の計算時間に起因する遅延、可動部変位の変化がプロセス変量に影響するまでの遅延(例えば調節弁から流量計まで流体が流れるのにかかる輸送遅れ)、プロセス変量の測定機器による遅延がある。このため、変化量が基準値を超えたことを検出した時点では、既に診断に適さない状態となっており、既に診断部100が誤検知をしている場合がある。このような場合、例えば、診断部100による診断結果が、上述した時間遅れに対応して遅延して出力されるようにするなど、診断部100の動作を遅延させればよい。例えば、第1状態量算出部102および第2状態量算出部103が、状態量の算出を遅延させて行えばよい。また、変位検出部101は、検出結果を一時記憶する一時記憶部を備えるようにし、上述した時間遅れに対応して検出結果を遅延させて出力してもよい。   Here, there are various time delays before comparing the reference value with the displacement of the valve shaft and the variation of the process variable. The cause of the delay is the delay due to the calculation time of the change amount, the delay until the change of the moving part affects the process variable (for example, the transport delay required for the fluid to flow from the control valve to the flow meter), the process variable There is a delay due to the measuring equipment. For this reason, when it is detected that the amount of change exceeds the reference value, the state is already unsuitable for diagnosis, and the diagnosis unit 100 may have already made a false detection. In such a case, for example, the operation of the diagnosis unit 100 may be delayed such that the diagnosis result by the diagnosis unit 100 is output with a delay corresponding to the time delay described above. For example, the first state quantity calculation unit 102 and the second state quantity calculation unit 103 may perform the calculation of the state quantity with a delay. In addition, the displacement detection unit 101 may include a temporary storage unit that temporarily stores the detection result, and may output the detection result with a delay corresponding to the time delay described above.

また、診断演算部106が可動部に異常があると判断したときに、診断動作制御部107が、既に測定されている測定値の変化量が基準値を超えていたことを検出したら、診断部100からの異常判断の出力を停止してもよい。特に、診断演算部106による異常判断までに時間を要する場合、診断演算部106が可動部に異常があると判断したときに測定されるプロセス変量の測定値には、異常判断時の可動部の制御状態が反映されている場合がある。このような場合、診断演算部106が可動部に異常があると判断したときに、診断動作制御部107が、測定しているプロセス変量の測定値の変化量が基準値を超えていることを検出したら、診断部100からの異常判断の出力を停止してもよい。   In addition, when the diagnostic operation unit 106 determines that the movable unit is abnormal, the diagnostic operation control unit 107 detects that the amount of change in the measured value that has already been measured exceeds the reference value. The output of the abnormality determination from 100 may be stopped. In particular, when it takes time until the abnormality calculation by the diagnosis calculation unit 106, the measured value of the process variable measured when the diagnosis calculation unit 106 determines that there is an abnormality in the movable unit includes the value of the movable unit at the time of abnormality determination. The control status may be reflected. In such a case, when the diagnostic calculation unit 106 determines that there is an abnormality in the movable unit, the diagnostic operation control unit 107 indicates that the amount of change in the measured value of the process variable being measured exceeds the reference value. If detected, the output of the abnormality determination from the diagnosis unit 100 may be stopped.

上述したように、本実施の形態では、まず、接触摺動部を有する可動部の変位を検出し、次に、変位より第1の状態量を算出し、次に、算出した変位より第2の状態量を算出し、次に、予め求めてある可動部の正常動作時の変位より得られる第1の状態量と第2の状態量との関係を利用し、算出した第1の状態量より第2の状態量を推定して推定状態量を算出し、次に、算出した第2の状態量と推定状態量とを比較することで可動部の異常を判断し、加えて、可動部の変位量およびプロセス変量のいずれかの測定値の変化量をもとに異常の判断動作を停止するようにしたところに特徴がある。   As described above, in the present embodiment, first, the displacement of the movable portion having the contact sliding portion is detected, then the first state quantity is calculated from the displacement, and then the second state is calculated from the calculated displacement. Next, the first state quantity calculated by using the relationship between the first state quantity and the second state quantity obtained from the displacement during normal operation of the movable part obtained in advance is calculated. Then, the second state quantity is estimated to calculate the estimated state quantity, and then the abnormality of the movable part is determined by comparing the calculated second state quantity with the estimated state quantity. The feature is that the determination operation of abnormality is stopped based on the amount of change in the measured value of either the amount of displacement or the process variable.

この本実施の形態によれば、診断動作制御部107が、可動部の変位量およびプロセス変量のいずれかの測定値の変化量をもとに診断部100の動作を制御するようにしたので、スティックスリップの誤検知が抑制できるなど、制御の状態に対応してより正確にスティックスリップの状態が判断できるようになる。   According to this embodiment, the diagnostic operation control unit 107 controls the operation of the diagnostic unit 100 based on the amount of change in the measured value of either the displacement amount of the movable portion or the process variable. It is possible to more accurately determine the state of stick-slip according to the state of control, such as suppressing erroneous detection of stick-slip.

[実施の形態2]
次に、本発明の実施の形態2について、図2を用いて説明する。図2は、本発明の実施の形態2におけるスティックスリップ検出装置の構成を示す構成図である。このスティックスリップ検出装置は、接触摺動部を有する可動部の異常を判断する診断部200、および可動部の変位量の測定値の変化量をもとに、診断部200の動作を停止するなどの制御を行う診断動作制御部207を備える。
[Embodiment 2]
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of the stick-slip detection device according to the second embodiment of the present invention. This stick-slip detection device stops the operation of the diagnostic unit 200 based on the amount of change in the measured value of the displacement amount of the movable unit and the diagnostic unit 200 that determines the abnormality of the movable unit having the contact sliding unit. A diagnostic operation control unit 207 is provided.

診断部200は、変位検出部201,第1状態量算出部202(第1の演算手段),第2状態量算出部203(第2の演算手段),特性記憶部204,第2状態量推定部205,および診断演算部206を備える。また、診断動作制御部207は、変化量算出部271および動作制御部272を備える。   The diagnosis unit 200 includes a displacement detection unit 201, a first state quantity calculation unit 202 (first calculation unit), a second state quantity calculation unit 203 (second calculation unit), a characteristic storage unit 204, and a second state quantity estimation. Unit 205 and diagnostic operation unit 206. The diagnostic operation control unit 207 includes a change amount calculation unit 271 and an operation control unit 272.

変位検出部201は、弁体などの可動部の変位を検出(計測)してデジタル信号の変位信号を出力する。変位検出部201は、第1状態量算出部202および第2状態量算出部203に対しては、設定されている遅延時間の後に、検出した変位信号を出力する。一方、変位検出部201は、変化量算出部271に対しては、検出した変位信号を直ちに出力する。   The displacement detector 201 detects (measures) the displacement of a movable part such as a valve body and outputs a digital displacement signal. The displacement detection unit 201 outputs the detected displacement signal to the first state quantity calculation unit 202 and the second state quantity calculation unit 203 after the set delay time. On the other hand, the displacement detection unit 201 immediately outputs the detected displacement signal to the change amount calculation unit 271.

第1状態量算出部202は、検出された可動部の変位を示す計測値として変位検出部201より出力された変位信号より第1の状態量として1階差分値の二乗平均を算出する。また、第2状態量算出部203は、変位検出部201より出力された変位信号より第2の状態量として2階差分値の二乗平均を算出する。1階差分値の二乗平均および2階差分値の二乗平均は、以下の式(3)および式(4)を用いて算出すればよい。   The first state quantity calculation unit 202 calculates the root mean square of the first-order difference value as the first state quantity from the displacement signal output from the displacement detection unit 201 as the measured value indicating the detected displacement of the movable part. Further, the second state quantity calculation unit 203 calculates the mean square of the second-order difference values as the second state quantity from the displacement signal output from the displacement detection unit 201. The mean square of the first-order difference value and the mean square of the second-order difference value may be calculated using the following formulas (3) and (4).

Figure 2011191110
Figure 2011191110

ただし、δxはΔtの間のxの差分であり、以下の式(5)により求める。また、δ2xはΔtの間のδxの差分であり、同様に求められる。 However, (delta) x is the difference of x between (DELTA) t, and calculates | requires by the following formula | equation (5). Further, δ 2 x is a difference of δx between Δt, and is similarly obtained.

Figure 2011191110
Figure 2011191110

特性記憶部204は、予め求めてある可動部の正常動作時の変位より得られる第1の状態量と第2の状態量との関係を格納している。例えば、特性記憶部204には、可動部の摺動が正常である状態の変位信号の1階差分値の二乗平均と2階差分値の二乗平均との関係(特性式)として、例えば、以下の式(6)に示すような、2つの定数A,Bにより1次近似した特性式が格納されている。   The characteristic storage unit 204 stores a relationship between the first state quantity and the second state quantity obtained from the displacement of the movable part that is obtained in advance during normal operation. For example, in the characteristic storage unit 204, as a relationship (characteristic expression) between the mean square of the first-order difference value and the mean square of the second-order difference value of the displacement signal in a state where the sliding of the movable part is normal, for example, A characteristic equation that is linearly approximated by two constants A and B as shown in equation (6) is stored.

Figure 2011191110
Figure 2011191110

第2状態量推定部205は、特性記憶部204に格納されている関係を利用し、第1状態量算出部202が算出した第1の状態量(1階差分値の二乗平均)より第2の状態量(2階差分値の二乗平均)を推定して推定状態量を算出する。例えば、第2状態量推定部205は、式(6)に第1状態量算出部202が算出した1階差分値の二乗平均を代入し、2階差分値に相当する推定状態量を算出する。   The second state quantity estimation unit 205 uses the relationship stored in the characteristic storage unit 204 to calculate the second state quantity from the first state quantity calculated by the first state quantity calculation unit 202 (the mean square of the first-order difference values). Is estimated to calculate the estimated state quantity. For example, the second state quantity estimation unit 205 calculates the estimated state quantity corresponding to the second-order difference value by substituting the root mean square value of the first-order difference value calculated by the first state quantity calculation unit 202 into Equation (6). .

診断演算部206は、第2状態量算出部203が算出した第2の状態量と推定状態量とを比較することで可動部の異常を判断する。例えば、診断演算部206は、第2状態量算出部203が算出した2階差分値の二乗平均と、第2状態量推定部205が推定した推定状態量との差を求め、例えば、求めた差が所定の値より大きい場合にスティックスリップの発生が起きたものと判断する。   The diagnosis calculation unit 206 determines the abnormality of the movable part by comparing the second state quantity calculated by the second state quantity calculation unit 203 with the estimated state quantity. For example, the diagnosis calculation unit 206 obtains a difference between the mean square of the second-order difference value calculated by the second state quantity calculation unit 203 and the estimated state quantity estimated by the second state quantity estimation unit 205, for example, When the difference is larger than a predetermined value, it is determined that stick-slip has occurred.

上述したように、診断部200がスティックスリップ(可動部の異常)を判断している中で、本実施の形態では、診断動作制御部207が、変位検出部201が検出(測定)した可動部の変位量の変化量をもとに第1状態量算出部202および第2状態量算出部203の動作を停止することで、診断部200の判断動作を停止する。   As described above, while the diagnosis unit 200 determines stick-slip (abnormality of the movable unit), in the present embodiment, the diagnostic operation control unit 207 detects (measures) the movable unit detected by the displacement detection unit 201. The determination operation of the diagnosis unit 200 is stopped by stopping the operations of the first state amount calculation unit 202 and the second state amount calculation unit 203 based on the change amount of the displacement amount.

診断動作制御部207では、まず、変化量算出部271が、変位検出部201が検出した可動部の変位量(変位信号)より変化量を算出する。次に、動作制御部272が、設定されている基準値と算出された変化量とを比較し、算出された変化量の単位時間の変化幅が基準値を超えた場合、第1状態量算出部202および第2状態量算出部203における算出動作を停止する。例えば、動作制御部272が停止信号を出力することで、第1状態量算出部202および第2状態量算出部203の動作を停止する。   In the diagnostic operation control unit 207, first, the change amount calculation unit 271 calculates a change amount from the displacement amount (displacement signal) of the movable part detected by the displacement detection unit 201. Next, the operation control unit 272 compares the set reference value with the calculated change amount, and if the change width of the calculated change amount in unit time exceeds the reference value, the first state amount calculation is performed. The calculation operation in the unit 202 and the second state quantity calculation unit 203 is stopped. For example, when the operation control unit 272 outputs a stop signal, the operations of the first state quantity calculation unit 202 and the second state quantity calculation unit 203 are stopped.

ここで、前述したように、変位検出部201は、第1状態量算出部202および第2状態量算出部203に対しては、設定されている遅延時間の後に変位信号を出力している。従って、動作制御部272が、基準値と算出された変化量との比較結果を出力した後、第1状態量算出部202および第2状態量算出部203に対して変位信号を出力させることができる。この結果、診断動作制御部207は、診断部200(診断演算部206)が判断動作をする前に、動作を停止させることができる。   Here, as described above, the displacement detection unit 201 outputs a displacement signal to the first state quantity calculation unit 202 and the second state quantity calculation unit 203 after the set delay time. Therefore, after the operation control unit 272 outputs the comparison result between the reference value and the calculated change amount, the first control unit 202 and the second state calculation unit 203 can output a displacement signal. it can. As a result, the diagnosis operation control unit 207 can stop the operation before the diagnosis unit 200 (diagnosis calculation unit 206) performs the determination operation.

以上のことにより、診断部200においては、スティックスリップの判断が停止され、可動部の制御状態に起因するスティックスリップの誤検知が抑制できるようになる。   As described above, in the diagnosis unit 200, the determination of stick-slip is stopped, and erroneous detection of stick-slip caused by the control state of the movable unit can be suppressed.

ところで、上述では、変位検出部201より出力される変位信号がデジタル信号であり、第1の状態量として1階差分値の二乗平均を算出し、第2の状態量として2階差分値の二乗平均を算出したが、これに限るものではない。例えば、式(1)のように、第1の状態量として1階差分値の絶対値平均を算出し、第2の状態量として1階差分値の二乗平均の平方根を算出してもよい。また、変位信号がアナログ信号の場合、第1の状態量として1階微分値の二乗平均を算出し、第2の状態量として2階微分値の二乗平均を算出してもよい。   By the way, in the above description, the displacement signal output from the displacement detection unit 201 is a digital signal, the mean square of the first-order difference value is calculated as the first state quantity, and the square of the second-order difference value is used as the second state quantity. Although the average was calculated, it is not limited to this. For example, as in Equation (1), the absolute value average of the first-order difference value may be calculated as the first state quantity, and the square root of the root mean square of the first-order difference value may be calculated as the second state quantity. When the displacement signal is an analog signal, the mean square of the first order differential value may be calculated as the first state quantity, and the mean square of the second order differential value may be calculated as the second state quantity.

例えば、まず、第1状態量算出部202は、摺動する2つの物体(例えば、ピストンとシリンダ)の相対変位xを計測しているときの変位信号の1階微分値から、以下に示す式(7)に示すように、時間Tの間の二乗平均を求める。また、第2状態量算出部203は、変位信号の2階微分値から、以下の式(8)に示すように、時間Tの間の二乗平均を求める。   For example, first, the first state quantity calculation unit 202 calculates the following equation from the first-order differential value of the displacement signal when measuring the relative displacement x of two sliding objects (for example, a piston and a cylinder). As shown in (7), the root mean square during time T is obtained. In addition, the second state quantity calculation unit 203 obtains a mean square during the time T as shown in the following equation (8) from the second-order differential value of the displacement signal.

Figure 2011191110
Figure 2011191110

一方、特性記憶部204には、摺動が正常である状態の変位信号の1階微分値の二乗平均と2階微分値の二乗平均との関係(特性式)として、例えば、最も簡単なものとして以下の式(9)に示すように、2つの定数A,Bにより1次近似した特性式が格納されている。   On the other hand, the characteristic storage unit 204 has, for example, the simplest relationship (characteristic expression) as a relationship (characteristic expression) between the mean square of the first-order differential value and the mean square of the second-order differential value of the displacement signal in a normal sliding state. As shown in the following equation (9), a characteristic equation that is linearly approximated by two constants A and B is stored.

Figure 2011191110
Figure 2011191110

第2状態量推定部205においては、式(9)で示した特性式を用い、計測値から得られた1階微分値の二乗平均より2階微分値の二乗平均を推定する。また、診断演算部206では、第2状態量推定部205が推定(算出)した2階微分値の二乗平均(推定状態量)と第2状態量算出部203が算出した2階微分値の二乗平均との差を求める。この差が所定の値より大きい場合に、診断演算部206は、スティックスリップが発生したものと判断する。なお、2階微分値の二乗平均より1階微分値の二乗平均を推定し、この推定1階微分値の二乗平均と変位より求めた実際の1階微分値の二乗平均とを比較してもよい。   In the second state quantity estimating unit 205, the square mean of the second order differential value is estimated from the mean square of the first order differential value obtained from the measured value using the characteristic formula shown in Expression (9). Further, in the diagnostic calculation unit 206, the mean square (estimated state quantity) of the second order differential value estimated (calculated) by the second state quantity estimating unit 205 and the square of the second order differential value calculated by the second state quantity calculating unit 203. Find the difference from the average. When this difference is larger than a predetermined value, the diagnosis calculation unit 206 determines that stick slip has occurred. Even if the root mean square of the first order differential value is estimated from the mean square of the second order differential value, and the mean square of the estimated first order differential value is compared with the root mean square of the actual first order differential value obtained from the displacement. Good.

[実施の形態3]
次に、本発明の実施の形態3について、図3を用いて説明する。図3は、本発明の実施の形態3におけるスティックスリップ検出装置の構成を示す構成図である。このスティックスリップ検出装置は、接触摺動部を有する可動部の異常を判断する診断部300、および可動部の変位量の測定値の変化量をもとに、診断部300の動作を停止するなどの制御を行う診断動作制御部307を備える。
[Embodiment 3]
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a configuration diagram showing the configuration of the stick-slip detection device according to the third embodiment of the present invention. This stick-slip detection device stops the operation of the diagnostic unit 300 based on the amount of change in the measured value of the displacement amount of the movable unit and the diagnostic unit 300 that determines the abnormality of the movable unit having the contact sliding unit. A diagnostic operation control unit 307 that performs the above control.

診断部300は、変位検出部301,第1状態量算出部302(第1の演算手段),第2状態量算出部303(第2の演算手段),特性記憶部304,第2状態量推定部305,および診断演算部306を備える。また、診断動作制御部307は、変化量算出部371および動作制御部372を備える。   The diagnosis unit 300 includes a displacement detection unit 301, a first state quantity calculation unit 302 (first calculation unit), a second state quantity calculation unit 303 (second calculation unit), a characteristic storage unit 304, and a second state quantity estimation. Unit 305 and diagnostic operation unit 306. The diagnostic operation control unit 307 includes a change amount calculation unit 371 and an operation control unit 372.

変位検出部301は、弁体などの可動部の変位を検出(計測)してデジタル信号の変位信号を出力する。変位検出部301は、第1状態量算出部302および第2状態量算出部303に対しては、設定されている遅延時間の後に、検出した変位信号を出力する。一方、変位検出部301は、変化量算出部371に対しては、検出した変位信号を直ちに出力する。   The displacement detector 301 detects (measures) the displacement of a movable part such as a valve body and outputs a digital displacement signal. The displacement detector 301 outputs the detected displacement signal to the first state quantity calculator 302 and the second state quantity calculator 303 after the set delay time. On the other hand, the displacement detection unit 301 immediately outputs the detected displacement signal to the change amount calculation unit 371.

第1状態量算出部302は、検出された可動部の変位を示す計測値として変位検出部301より出力された変位信号より第1の状態量として1階差分値の二乗平均を算出する。また、第2状態量算出部303は、変位検出部301より出力された変位信号より第2の状態量として2階差分値の二乗平均を算出する。   The first state quantity calculation unit 302 calculates the mean square of the first-order difference values as the first state quantity from the displacement signal output from the displacement detection unit 301 as the measured value indicating the detected displacement of the movable part. In addition, the second state quantity calculation unit 303 calculates the mean square of the second-order difference value as the second state quantity from the displacement signal output from the displacement detection unit 301.

特性記憶部304は、予め求めてある可動部の正常動作時の変位より得られる第1の状態量と第2の状態量との関係を格納している。例えば、特性記憶部304には、可動部の摺動が正常である状態の変位信号の1階差分値の二乗平均と2階差分値の二乗平均との関係(特性式)が格納されている。   The characteristic storage unit 304 stores the relationship between the first state quantity and the second state quantity obtained from the displacement of the movable part that is obtained in advance during normal operation. For example, the characteristic storage unit 304 stores a relationship (characteristic expression) between the mean square of the first-order difference value and the mean square of the second-order difference value of the displacement signal in a state where the sliding of the movable part is normal. .

第2状態量推定部305は、特性記憶部304に格納されている関係を利用し、第1状態量算出部302が算出した第1の状態量(1階差分値の二乗平均)より第2の状態量(2階差分値の二乗平均)を推定して推定状態量を算出する。   The second state quantity estimation unit 305 uses the relationship stored in the characteristic storage unit 304 to calculate the second state quantity from the first state quantity calculated by the first state quantity calculation unit 302 (the root mean square of the first-order difference values). Is estimated to calculate the estimated state quantity.

診断演算部306は、第2状態量算出部303が算出した第2の状態量と推定状態量とを比較することで可動部の異常を判断する。例えば、診断演算部306は、第2状態量算出部303が算出した2階差分値の二乗平均と、第2状態量推定部305が推定した推定状態量との差を求め、例えば、求めた差が所定の値より大きい場合にスティックスリップの発生が起きたものと判断する。   The diagnosis calculation unit 306 determines the abnormality of the movable part by comparing the second state quantity calculated by the second state quantity calculation unit 303 with the estimated state quantity. For example, the diagnosis calculation unit 306 calculates a difference between the mean square of the second-order difference value calculated by the second state quantity calculation unit 303 and the estimated state quantity estimated by the second state quantity estimation unit 305, for example, When the difference is larger than a predetermined value, it is determined that stick-slip has occurred.

上述したように、診断部300がスティックスリップ(可動部の異常)を判断している中で、本実施の形態では、診断動作制御部307が、変位検出部301が検出(測定)した可動部の変位量の変化量をもとに診断演算部306の動作を停止することで、診断部300の判断動作を停止する。   As described above, while the diagnosis unit 300 determines stick-slip (abnormality of the movable unit), in this embodiment, the diagnostic operation control unit 307 detects (measures) the movable unit detected by the displacement detection unit 301. By stopping the operation of the diagnosis calculation unit 306 based on the change amount of the displacement amount, the determination operation of the diagnosis unit 300 is stopped.

診断動作制御部307では、まず、変化量算出部371が、変位検出部301が検出した可動部の変位量(変位信号)より変化量を算出する。次に、動作制御部372が、設定されている基準値と算出された変化量とを比較し、算出された変化量の単位時間の変化幅が基準値を超えた場合、診断演算部306の動作を停止する。例えば、動作制御部372が停止信号を出力することで、診断演算部306の動作を停止する。   In the diagnostic operation control unit 307, first, the change amount calculation unit 371 calculates the change amount from the displacement amount (displacement signal) of the movable part detected by the displacement detection unit 301. Next, the operation control unit 372 compares the set reference value with the calculated change amount, and if the change width of the calculated change amount in unit time exceeds the reference value, the diagnosis control unit 306 Stop operation. For example, when the operation control unit 372 outputs a stop signal, the operation of the diagnosis calculation unit 306 is stopped.

ここで、前述したように、変位検出部301は、第1状態量算出部302および第2状態量算出部303に対しては、設定されている遅延時間の後に変位信号を出力している。従って、動作制御部372が、基準値と算出された変化量との比較結果を出力した後、第1状態量算出部302および第2状態量算出部303に対して変位信号を出力させることができる。この結果、診断動作制御部307は、診断部300(診断演算部306)が判断動作をする前に、動作を停止させることができる。   Here, as described above, the displacement detection unit 301 outputs a displacement signal to the first state quantity calculation unit 302 and the second state quantity calculation unit 303 after the set delay time. Accordingly, after the operation control unit 372 outputs the comparison result between the reference value and the calculated change amount, the first control unit 302 and the second state calculation unit 303 can output a displacement signal. it can. As a result, the diagnosis operation control unit 307 can stop the operation before the diagnosis unit 300 (diagnosis calculation unit 306) performs the determination operation.

なお、本実施の形態では、変位検出部301が第1状態量算出部302および第2状態量算出部303に変位を出力する際に遅延させることで、診断動作制御部307が診断部300の判断動作を制御しているが、遅延を挿入する箇所はこの部分に限られるものではない。各状態量算出部が状態量を診断演算部306に出力するのを遅延させるのでも良く、また診断演算部306が診断結果を出力するのを遅延させるのでも同じことができる。   In the present embodiment, the displacement detection unit 301 delays when the displacement is output to the first state quantity calculation unit 302 and the second state quantity calculation unit 303, so that the diagnosis operation control unit 307 causes the diagnosis unit 300 to Although the determination operation is controlled, the part where the delay is inserted is not limited to this part. Each state quantity calculation unit may delay the output of the state quantity to the diagnosis calculation unit 306, and the same can be done by delaying the diagnosis calculation unit 306 from outputting the diagnosis result.

以上のことにより、診断部300においては、スティックスリップの判断が停止され、可動部の制御状態に起因するスティックスリップの誤検知が抑制できるようになる。   As described above, in the diagnosis unit 300, determination of stick-slip is stopped, and erroneous detection of stick-slip caused by the control state of the movable unit can be suppressed.

[実施の形態4]
次に、本発明の実施の形態4について、図4を用いて説明する。図4は、本発明の実施の形態4におけるスティックスリップ検出装置の構成を示す構成図である。このスティックスリップ検出装置は、まず、例えば調節弁などの、接触摺動部を有する可動部の異常を判断する診断部400を備える。また、スティックスリップ検出装置は、弁体などの可動部の変位量または可動部の変位により変化するプロセス変量のいずれかの測定値の変化量をもとに、診断部400の動作を停止するなどの制御を行う診断動作制御部407を備える。
[Embodiment 4]
Next, Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a configuration diagram showing the configuration of the stick-slip detection device according to the fourth embodiment of the present invention. The stick-slip detection device includes a diagnosis unit 400 that determines abnormality of a movable part having a contact sliding part such as a control valve. In addition, the stick-slip detection device stops the operation of the diagnosis unit 400 based on the amount of change in the measured value of either the amount of displacement of the movable part such as the valve body or the process variable that changes due to the displacement of the movable part. A diagnostic operation control unit 407 that performs the above control.

診断部400は、変位検出部401,第1状態量算出部402(第1の演算手段),第2状態量算出部403(第2の演算手段),特性記憶部404,および診断演算部406を備える。   The diagnosis unit 400 includes a displacement detection unit 401, a first state quantity calculation unit 402 (first calculation unit), a second state quantity calculation unit 403 (second calculation unit), a characteristic storage unit 404, and a diagnosis calculation unit 406. Is provided.

変位検出部401は、弁体などの可動部の変位を検出(計測)する。第1状態量算出部402は、検出された変位より第1の状態量を算出する。第2状態量算出部403は、検出された変位より第2の状態量を算出する。特性記憶部404は、予め求めてある可動部の正常動作時の変位より得られる第1の状態量と第2の状態量との関係を格納している。診断演算部406は、第1状態量算出部402が算出した第1の状態量および第2状態量算出部403が算出した第2の状態量の間の関係と、特性記憶部404に格納された関係とを比較することで、可動部の異常を判断する。   The displacement detector 401 detects (measures) the displacement of a movable part such as a valve body. The first state quantity calculation unit 402 calculates a first state quantity from the detected displacement. The second state quantity calculation unit 403 calculates a second state quantity from the detected displacement. The characteristic storage unit 404 stores the relationship between the first state quantity and the second state quantity obtained in advance from the displacement of the movable part during normal operation. The diagnosis calculation unit 406 is stored in the characteristic storage unit 404 and the relationship between the first state quantity calculated by the first state quantity calculation unit 402 and the second state quantity calculated by the second state quantity calculation unit 403. The abnormality of the movable part is determined by comparing the relationship.

次に、診断動作制御部407についてより詳細に説明する。例えば、調節弁は、外部より外部より自動的に制御され、また弁自身が持つ調整機構により自立的に制御される。これらの制御の結果、弁軸(可動部)の変位が変化する。また、弁軸の変位量に対応して調節弁を通過する流体の流量などの、プロセス変量が変化する。このような、弁軸の変位量やプロセス変量などの測定結果(測定値)の変化量をもとに、診断動作制御部407は、診断部400の動作を制御する。   Next, the diagnostic operation control unit 407 will be described in more detail. For example, the regulating valve is automatically controlled from the outside from the outside, and is independently controlled by an adjusting mechanism of the valve itself. As a result of these controls, the displacement of the valve shaft (movable part) changes. In addition, process variables such as the flow rate of fluid passing through the control valve change corresponding to the amount of displacement of the valve shaft. The diagnosis operation control unit 407 controls the operation of the diagnosis unit 400 based on the amount of change in the measurement result (measurement value) such as the valve shaft displacement and the process variable.

例えば、診断動作制御部407は、測定された弁軸の変位の変化の幅と予め設定されている基準値とを比較し、測定された弁軸の変位の変化の幅が基準値を超えた場合、診断部400における異常の判断動作を停止する。   For example, the diagnostic operation control unit 407 compares the measured change width of the valve shaft with a preset reference value, and the measured change width of the valve shaft displacement exceeds the reference value. In this case, the abnormality determination operation in the diagnosis unit 400 is stopped.

弁軸の変位を短時間で大きく変えるような制御が行われた場合、正常な動作であってもスティックスリップが発生している場合と同様に判断される場合がある。これに対し、診断動作制御部407は、制御指令値の変化が反映される弁軸変位の測定値の単位時間の変化幅が基準値を超えると、診断部400の動作を停止するので、スティックスリップの誤検知が抑制できるようになる。これらの動作は、前述した実施の形態1と同様である。また、可動部である弁軸の変位は、流量などのプロセス変量の変化にも反映されるので、流量などのプロセス変量の測定値においても、上述同様である。   When control is performed so that the displacement of the valve shaft is greatly changed in a short time, it may be determined in the same manner as when stick-slip has occurred even in normal operation. On the other hand, the diagnosis operation control unit 407 stops the operation of the diagnosis unit 400 when the unit time change width of the measured value of the valve shaft displacement that reflects the change in the control command value exceeds the reference value. Slip detection errors can be suppressed. These operations are the same as those in the first embodiment. In addition, since the displacement of the valve shaft, which is a movable part, is also reflected in changes in process variables such as flow rate, the same applies to measurement values of process variables such as flow rate.

上述した本実施の形態においても、前述した実施の形態1と同様に、診断動作制御部407が、弁体などの可動部の変位量または可動部の変位により変化するプロセス変量のいずれかの測定値の変化量をもとに、診断部400の動作を制御するようにしたので、スティックスリップの誤検知が抑制できるなど、制御の状態に対応してより正確にスティックスリップの状態が判断できるようになる。また、弁軸の変位およびプロセス変量の変化量と基準値とを比較するまでに要する時間遅れへの対処についても、前述した実施の形態1と同様である。   Also in the present embodiment described above, as in the first embodiment described above, the diagnostic operation control unit 407 measures either the displacement amount of the movable part such as the valve body or the process variable that changes due to the displacement of the movable part. Since the operation of the diagnostic unit 400 is controlled based on the amount of change in value, it is possible to more accurately determine the state of stick-slip according to the state of control, such as the prevention of false detection of stick-slip. become. Further, the countermeasure for the time delay required to compare the displacement of the valve shaft and the variation of the process variable with the reference value is the same as in the first embodiment.

[実施の形態5]
次に、本発明の実施の形態5について、図5を用いて説明する。図5は、本発明の実施の形態5におけるスティックスリップ検出装置の構成を示す構成図である。このスティックスリップ検出装置は、接触摺動部を有する可動部の異常を判断する診断部500、および可動部の変位量の測定値の変化量をもとに診断部500の動作を停止するなどの制御を行う診断動作制御部507を備える。
[Embodiment 5]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a configuration diagram showing the configuration of the stick-slip detection device according to the fifth embodiment of the present invention. This stick-slip detection device includes a diagnostic unit 500 that determines an abnormality of a movable part having a contact sliding part, and an operation of the diagnostic part 500 based on a change amount of a measured value of a displacement amount of the movable part. A diagnostic operation control unit 507 that performs control is provided.

診断部500は、変位検出部501,第1状態量算出部502(第1の演算手段),第2状態量算出部503(第2の演算手段),特性記憶部504および診断演算部506を備える。また、診断動作制御部507は、変化量算出部571および動作制御部572を備える。   The diagnosis unit 500 includes a displacement detection unit 501, a first state quantity calculation unit 502 (first calculation unit), a second state quantity calculation unit 503 (second calculation unit), a characteristic storage unit 504, and a diagnosis calculation unit 506. Prepare. Further, the diagnostic operation control unit 507 includes a change amount calculation unit 571 and an operation control unit 572.

変位検出部501は、弁体などの可動部の変位を検出(計測)してデジタル信号の変位信号を出力する。変位検出部501は、第1状態量算出部502および第2状態量算出部503に対しては、設定されている遅延時間の後に、検出した変位信号を出力する。一方、変位検出部501は、変化量算出部571に対しては、検出した変位信号を直ちに出力する。   The displacement detector 501 detects (measures) the displacement of a movable part such as a valve body and outputs a digital displacement signal. The displacement detection unit 501 outputs the detected displacement signal to the first state quantity calculation unit 502 and the second state quantity calculation unit 503 after the set delay time. On the other hand, the displacement detector 501 immediately outputs the detected displacement signal to the change amount calculator 571.

第1状態量算出部502は、検出された可動部の変位を示す計測値として変位検出部501より出力された変位信号より第1の状態量として1階差分値の二乗平均を算出する。また、第2状態量算出部503は、変位検出部501より出力された変位信号より第2の状態量として2階差分値の二乗平均を算出する。   The first state quantity calculation unit 502 calculates the mean square of the first-order difference value as the first state quantity from the displacement signal output from the displacement detection unit 501 as the measured value indicating the detected displacement of the movable part. Further, the second state quantity calculation unit 503 calculates the mean square of the second-order difference value as the second state quantity from the displacement signal output from the displacement detection unit 501.

特性記憶部504は、予め求めてある可動部の正常動作時の変位より得られる第1の状態量と第2の状態量との関係を格納している。診断演算部506は、第1状態量算出部502が算出した第1の状態量と第2状態量算出部503が算出した第2の状態量との関係を求め、求めた関係と、特定記憶部504に記憶されている関係とを比較することで、スティックスリップの発生を検出する。   The characteristic storage unit 504 stores the relationship between the first state quantity and the second state quantity obtained in advance from the displacement of the movable part during normal operation. The diagnosis calculation unit 506 obtains the relationship between the first state quantity calculated by the first state quantity calculation unit 502 and the second state quantity calculated by the second state quantity calculation unit 503, and the obtained relationship and the specific memory The occurrence of stick-slip is detected by comparing the relationship stored in the unit 504.

上述したように、診断部500がスティックスリップ(可動部の異常)を判断している中で、本実施の形態では、診断動作制御部507が、変位検出部501が検出(測定)した可動部の変位量の変化量をもとに第1状態量算出部502および第2状態量算出部503の動作を停止することで、診断部500の判断動作を停止する。   As described above, while the diagnosis unit 500 determines stick-slip (abnormality of the movable unit), in this embodiment, the diagnostic operation control unit 507 detects (measures) the movable unit detected by the displacement detection unit 501. The determination operation of the diagnosis unit 500 is stopped by stopping the operations of the first state amount calculation unit 502 and the second state amount calculation unit 503 based on the change amount of the displacement amount.

診断動作制御部507では、まず、変化量算出部571が、変位検出部501が検出した可動部の変位量(変位信号)より変化量を算出する。次に、動作制御部572が、設定されている基準値と算出された変化量とを比較し、算出された変化量の単位時間の変化幅が基準値を超えた場合、第1状態量算出部502および第2状態量算出部503における算出動作を停止する。   In the diagnostic operation control unit 507, first, the change amount calculation unit 571 calculates the change amount from the displacement amount (displacement signal) of the movable part detected by the displacement detection unit 501. Next, the operation control unit 572 compares the set reference value with the calculated change amount, and if the change width of the calculated change amount in unit time exceeds the reference value, the first state amount calculation is performed. The calculation operation in the unit 502 and the second state quantity calculation unit 503 is stopped.

ここで、前述したように、変位検出部501は、第1状態量算出部502および第2状態量算出部503に対しては、設定されている遅延時間の後に変位信号を出力している。従って、動作制御部572が、基準値と算出された変化量との比較結果を出力した後、第1状態量算出部502および第2状態量算出部503に対して変位信号を出力させることができる。この結果、診断動作制御部507は、診断部500(診断演算部506)が判断動作をする前に、動作を停止させることができる。   Here, as described above, the displacement detection unit 501 outputs a displacement signal to the first state quantity calculation unit 502 and the second state quantity calculation unit 503 after the set delay time. Therefore, after the operation control unit 572 outputs the comparison result between the reference value and the calculated change amount, the first control unit 502 and the second state amount calculation unit 503 can output a displacement signal. it can. As a result, the diagnosis operation control unit 507 can stop the operation before the diagnosis unit 500 (diagnosis calculation unit 506) performs the determination operation.

以上のことにより、診断部500においては、スティックスリップの判断が停止され、上述したような可動部の制御状態に起因するスティックスリップの誤検知が抑制できるようになる。   As described above, in the diagnosis unit 500, the determination of stick-slip is stopped, and the erroneous detection of stick-slip due to the control state of the movable unit as described above can be suppressed.

ところで、上述では、変位検出部501より出力される変位信号がデジタル信号であり、第1の状態量として1階差分値の二乗平均を算出し、第2の状態量として2階差分値の二乗平均を算出したが、これに限るものではない。式(1)のように、第1の状態量として1階差分値の絶対値平均を算出し、第2の状態量として1階差分値の二乗平均の平方根を算出してもよい。変位信号がアナログ信号の場合、第1の状態量として1階微分値の二乗平均を算出し、第2の状態量として2階微分値の二乗平均を算出してもよい。   By the way, in the above description, the displacement signal output from the displacement detection unit 501 is a digital signal, and the mean square of the first-order difference value is calculated as the first state quantity, and the second-order difference value is squared as the second state quantity. Although the average was calculated, it is not limited to this. As in equation (1), the absolute value average of the first-order difference values may be calculated as the first state quantity, and the square root of the root mean square of the first-order difference values may be calculated as the second state quantity. When the displacement signal is an analog signal, the mean square of the first order differential value may be calculated as the first state quantity, and the mean square of the second order differential value may be calculated as the second state quantity.

[実施の形態6]
次に、本発明の実施の形態6について、図6を用いて説明する。図6は、本発明の実施の形態6におけるスティックスリップ検出装置の構成を示す構成図である。このスティックスリップ検出装置は、接触摺動部を有する可動部の異常を判断する診断部600、および可動部の変位量の測定値の変化量をもとに診断部600の動作を停止するなどの制御を行う診断動作制御部607を備える。
[Embodiment 6]
Next, Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a configuration diagram showing the configuration of the stick-slip detection device according to the sixth embodiment of the present invention. This stick-slip detection device includes a diagnosis unit 600 that determines abnormality of a movable part having a contact sliding part, and an operation of the diagnosis part 600 is stopped based on a change amount of a measured value of a displacement amount of the movable part. A diagnostic operation control unit 607 that performs control is provided.

診断部600は、変位検出部601,第1状態量算出部602(第1の演算手段),第2状態量算出部603(第2の演算手段),特性記憶部604および診断演算部606を備える。また、診断動作制御部607は、変化量算出部671および動作制御部672を備える。   The diagnosis unit 600 includes a displacement detection unit 601, a first state quantity calculation unit 602 (first calculation unit), a second state quantity calculation unit 603 (second calculation unit), a characteristic storage unit 604, and a diagnosis calculation unit 606. Prepare. Further, the diagnostic operation control unit 607 includes a change amount calculation unit 671 and an operation control unit 672.

変位検出部601は、弁体などの可動部の変位を検出(計測)してデジタル信号の変位信号を出力する。変位検出部601は、第1状態量算出部602および第2状態量算出部603に対しては、設定されている遅延時間の後に、検出した変位信号を出力する。一方、変位検出部601は、変化量算出部671に対しては、検出した変位信号を直ちに出力する。   The displacement detector 601 detects (measures) the displacement of a movable part such as a valve body and outputs a digital displacement signal. The displacement detection unit 601 outputs the detected displacement signal to the first state quantity calculation unit 602 and the second state quantity calculation unit 603 after the set delay time. On the other hand, the displacement detection unit 601 immediately outputs the detected displacement signal to the change amount calculation unit 671.

第1状態量算出部602は、検出された可動部の変位を示す計測値として変位検出部601より出力された変位信号より第1の状態量として1階差分値の二乗平均を算出する。また、第2状態量算出部603は、変位検出部601より出力された変位信号より第2の状態量として2階差分値の二乗平均を算出する。   The first state quantity calculation unit 602 calculates the mean square of the first-order difference value as the first state quantity from the displacement signal output from the displacement detection unit 601 as a measurement value indicating the detected displacement of the movable part. Further, the second state quantity calculation unit 603 calculates the mean square of the second-order difference value as the second state quantity from the displacement signal output from the displacement detection unit 601.

特性記憶部604は、予め求めてある可動部の正常動作時の変位より得られる第1の状態量と第2の状態量との関係を格納している。診断演算部606は、第1状態量算出部602が算出した第1の状態量と第2状態量算出部603が算出した第2の状態量との関係を求め、求めた関係と、特定記憶部604に記憶されている関係とを比較することで、スティックスリップの発生を検出する。   The characteristic storage unit 604 stores the relationship between the first state quantity and the second state quantity obtained from the displacement of the movable part that is obtained in advance during normal operation. The diagnosis calculation unit 606 obtains the relationship between the first state quantity calculated by the first state quantity calculation unit 602 and the second state quantity calculated by the second state quantity calculation unit 603, and the obtained relationship and the specific memory The occurrence of stick-slip is detected by comparing the relationship stored in the unit 604.

上述したように、診断部600がスティックスリップ(可動部の異常)を判断している中で、本実施の形態では、診断動作制御部607が、変位検出部601により検出された可動部の変位量の変化量をもとに診断演算部606の動作を停止することで、診断部600の判断動作を停止する。   As described above, while the diagnosis unit 600 determines stick-slip (abnormality of the movable part), in this embodiment, the diagnosis operation control unit 607 detects the displacement of the movable part detected by the displacement detection unit 601. The determination operation of the diagnosis unit 600 is stopped by stopping the operation of the diagnosis calculation unit 606 based on the change amount of the amount.

診断動作制御部607では、まず、変化量算出部671が、変位検出部601により検出された可動部の変位量(変位信号)より変化量を算出する。次に、動作制御部672が、設定されている基準値と算出された変化量とを比較し、算出された変化量の単位時間の変化幅が基準値を超えた場合、診断演算部606の動作を停止する。   In the diagnostic operation control unit 607, first, the change amount calculation unit 671 calculates the change amount from the displacement amount (displacement signal) of the movable part detected by the displacement detection unit 601. Next, the operation control unit 672 compares the set reference value with the calculated change amount. When the change width of the calculated change amount in unit time exceeds the reference value, the diagnosis calculation unit 606 Stop operation.

ここで、前述したように、変位検出部601は、第1状態量算出部602および第2状態量算出部603に対しては、設定されている遅延時間の後に変位信号を出力している。従って、動作制御部672が、基準値と算出された変化量との比較結果を出力した後、第1状態量算出部602および第2状態量算出部603に対して変位信号を出力させることができる。この結果、診断動作制御部607は、診断部600(診断演算部606)が判断動作をする前に、動作を停止させることができる。
なお、本実施の形態の場合においても、遅延させる箇所は変位検出部601の出力に限定されない。前述した実施の形態3と同様に、各状態量算出部が状態量を診断演算部606に出力するのを遅延させても良く、また診断演算部606が診断結果を出力するのを遅延させるようにしても同様である。
Here, as described above, the displacement detection unit 601 outputs a displacement signal to the first state quantity calculation unit 602 and the second state quantity calculation unit 603 after the set delay time. Therefore, after the operation control unit 672 outputs the comparison result between the reference value and the calculated change amount, the first control unit 602 and the second state amount calculation unit 603 can output a displacement signal. it can. As a result, the diagnosis operation control unit 607 can stop the operation before the diagnosis unit 600 (diagnosis calculation unit 606) performs the determination operation.
Even in the case of the present embodiment, the location to be delayed is not limited to the output of the displacement detector 601. Similarly to the third embodiment described above, each state quantity calculation unit may delay the output of the state quantity to the diagnosis calculation unit 606, and the diagnosis calculation unit 606 may delay outputting the diagnosis result. Even so, it is the same.

以上のことにより、診断部600においては、スティックスリップの判断が停止され、上述したような可動部の制御状態に起因するスティックスリップの誤検知が抑制できるようになる。   As described above, in the diagnosis unit 600, the determination of stick-slip is stopped, and the erroneous detection of stick-slip due to the control state of the movable unit as described above can be suppressed.

[実施の形態7]
次に、本発明の実施の形態7について図7を用いて説明する。図7は、本発明の実施の形態7におけるスティックスリップ検出装置の構成を示す構成図である。このスティックスリップ検出装置は、接触摺動部を有する可動部の異常を判断する診断部200、および可動部の変位により変化するプロセス変量の測定値の変化量をもとに、診断部200の動作を停止するなどの制御を行う診断動作制御部707を備える。
[Embodiment 7]
Next, Embodiment 7 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a configuration diagram showing the configuration of the stick-slip detection device according to the seventh embodiment of the present invention. The stick-slip detection device is configured to operate the diagnosis unit 200 based on the diagnosis unit 200 that determines abnormality of the movable unit having the contact sliding unit and the measurement value change of the process variable that changes due to the displacement of the movable unit. A diagnostic operation control unit 707 that performs control such as stopping the control.

診断部200は、変位検出部201,第1状態量算出部202(第1の演算手段),第2状態量算出部203(第2の演算手段),特性記憶部204,第2状態量推定部205,および診断演算部206を備える。これらの構成については、前述した実施の形態2と同様である。   The diagnosis unit 200 includes a displacement detection unit 201, a first state quantity calculation unit 202 (first calculation unit), a second state quantity calculation unit 203 (second calculation unit), a characteristic storage unit 204, and a second state quantity estimation. Unit 205 and diagnostic operation unit 206. About these structures, it is the same as that of Embodiment 2 mentioned above.

本実施の形態では、診断動作制御部707が、プロセス変量測定値受信部771,変化量算出部772,および動作制御部773を備える。   In the present embodiment, the diagnostic operation control unit 707 includes a process variable measurement value reception unit 771, a change amount calculation unit 772, and an operation control unit 773.

プロセス変量測定値受信部771は、診断部200による診断対象となる例えば調節弁により制御されるプロセス変量の測定結果を受信する。以下、プロセス変量が流体の流量である場合について説明する。変化量算出部772は、プロセス変量測定値受信部771が受信している流量測定値の変化より、予め設定されている単位時間あたりの変化量を算出する。動作制御部773は、変化量算出部772が算出している変化量が、設定されている基準値を超えたら、第1状態量算出部202および第2状態量算出部203の動作を停止することで、診断部200の判断動作を停止する。   The process variable measurement value receiving unit 771 receives a measurement result of a process variable controlled by, for example, a control valve to be diagnosed by the diagnosis unit 200. Hereinafter, the case where the process variable is the flow rate of the fluid will be described. The change amount calculation unit 772 calculates a change amount per unit time set in advance from the change in the flow rate measurement value received by the process variable measurement value reception unit 771. The operation control unit 773 stops the operations of the first state amount calculation unit 202 and the second state amount calculation unit 203 when the change amount calculated by the change amount calculation unit 772 exceeds the set reference value. As a result, the determination operation of the diagnosis unit 200 is stopped.

例えば、ある時刻t1で、調節弁の開度を0%から100%にするような制御が行われたとする。この制御の結果、調節弁の開度は、0%から100%の状態に変化する。この結果、調節弁より下流の流路における制御対処の流体の流量は、調節弁の開度に対応して増大するが、調節弁の開度を変えた影響が流量計の測定値に表れるまでには通常、時間遅れが存在するので、流量の増大はやや遅れて始まる。この時刻をt2とする。調節弁の開度がこのように急激に変化すると、前述したように、診断部200におけるスティックスリップの誤検知を招く。   For example, it is assumed that control is performed such that the opening degree of the control valve is changed from 0% to 100% at a certain time t1. As a result of this control, the opening of the control valve changes from 0% to 100%. As a result, the flow rate of the fluid to be controlled in the flow path downstream from the control valve increases corresponding to the opening of the control valve, but until the effect of changing the opening of the control valve appears in the measured value of the flow meter Since there is usually a time delay, the increase in flow rate will start with a slight delay. This time is assumed to be t2. If the opening degree of the control valve changes abruptly in this way, as described above, erroneous detection of stick-slip in the diagnosis unit 200 is caused.

ここで、本実施の形態では、まず、時刻t2より増大する流量測定値がプロセス変量測定値受信部771で受信される。変化量算出部772では、受信された流量測定値より、単位時間毎に1階差分値を算出する。流量測定値は制御の変化に対応して時系列的に変化し、算出される1階差分値は、時刻t2の時点で大きな値となる。この値が基準値を超えると、動作制御部773が、第1状態量算出部202および第2状態量算出部203に対し、時刻t2より所定の時間継続する動作停止信号を出力する。   Here, in the present embodiment, first, the process variable measurement value receiving unit 771 receives a flow rate measurement value that increases from time t2. The change amount calculation unit 772 calculates a first-order difference value for each unit time from the received flow rate measurement value. The flow rate measurement value changes in time series corresponding to the change in control, and the calculated first-order difference value becomes a large value at time t2. When this value exceeds the reference value, the operation control unit 773 outputs an operation stop signal that continues for a predetermined time from the time t2 to the first state quantity calculation unit 202 and the second state quantity calculation unit 203.

一方、変位検出部201は、設定されている遅延時間の後に、第1状態量算出部202および第2状態量算出部203に対して検出した変位信号を出力している。このため、上述した動作停止信号が出力されるまでは、第1状態量算出部202および第2状態量算出部203に入力される変位信号に、動作停止信号の原因である急激な変位の変化が現れることがない。   On the other hand, the displacement detection unit 201 outputs the detected displacement signal to the first state quantity calculation unit 202 and the second state quantity calculation unit 203 after the set delay time. For this reason, until the above-described operation stop signal is output, the displacement signal input to the first state quantity calculation unit 202 and the second state quantity calculation unit 203 changes in the sudden displacement that is the cause of the operation stop signal. Never appears.

また、上述した動作停止信号が第1状態量算出部202および第2状態量算出部203で受け付けられると、第1状態量算出部202および第2状態量算出部203では、算出動作を停止する。第1状態量算出部202および第2状態量算出部203では、動作停止信号を受け付けている間は、算出動作を停止する。   Further, when the above-described operation stop signal is received by the first state quantity calculation unit 202 and the second state quantity calculation unit 203, the first state quantity calculation unit 202 and the second state quantity calculation unit 203 stop the calculation operation. . The first state quantity calculation unit 202 and the second state quantity calculation unit 203 stop the calculation operation while receiving the operation stop signal.

これらの結果、時刻t1で検出されている変位信号が変位検出部201より遅延出力されたときには、第1状態量算出部202および第2状態量算出部203には、動作停止信号により算出動作を停止していることになり、状態量の算出が停止している。言い換えると、スティックスリップと判断される変位信号の1階差分値の大きな値は、算出動作から除外されることになる。従って、動作制御部773により動作停止信号が出力されている所定の時間は、診断部200においてはスティックスリップの判断が停止され、スティックスリップの誤検知が抑制できるようになる。   As a result, when the displacement signal detected at time t1 is delayed and output from the displacement detection unit 201, the first state quantity calculation unit 202 and the second state quantity calculation unit 203 perform the calculation operation by the operation stop signal. This means that the calculation of the state quantity has stopped. In other words, a large value of the first-order difference value of the displacement signal determined to be stick-slip is excluded from the calculation operation. Therefore, for a predetermined time during which the operation stop signal is output by the operation control unit 773, the diagnosis unit 200 stops the determination of stick-slip, and erroneous stick-slip detection can be suppressed.

また、可動部の変位により変化するプロセス変量の測定値の変化量をもとに誤検知を抑制するようにしているため、1つの診断動作制御部で、複数の診断対象および診断部の組に対して診断動作の制御を行うことが可能となる。例えば、複数の調節弁による流体制御結果が、1つの流量計に影響を与えている場合、この流量計により測定される流量(プロセス変量)の測定値の変化量をもとに、複数の調節弁におけるスティックスリップ検出(診断動作)の制御を行うことができる。このようにすることで、装置の個数を減らすことが可能となり、診断に要するコストの低減が可能となる。なお、1つの診断動作制御部で複数の診断部の動作を制御する場合,基準値は各診断部が診断する対象(例えば調節弁)ごとに決定する方が好ましいが、基準値が最も小さい対象に合わせて共通化することも可能である。   In addition, since the detection error is suppressed based on the amount of change in the measured value of the process variable that changes due to the displacement of the movable part, a single diagnosis operation control unit can be used to set a plurality of diagnosis targets and diagnosis units. On the other hand, it is possible to control the diagnostic operation. For example, if the result of fluid control by multiple control valves affects one flow meter, multiple adjustments are made based on the amount of change in the measured value of the flow rate (process variable) measured by this flow meter. It is possible to control stick-slip detection (diagnosis operation) in the valve. In this way, the number of devices can be reduced, and the cost required for diagnosis can be reduced. When the operation of a plurality of diagnosis units is controlled by one diagnosis operation control unit, it is preferable to determine the reference value for each object (for example, a control valve) diagnosed by each diagnosis unit, but the object having the smallest reference value It is also possible to make it common according to.

[実施の形態8]
次に、本発明の実施の形態8について図8を用いて説明する。図8は、本発明の実施の形態8におけるスティックスリップ検出装置の構成を示す構成図である。このスティックスリップ検出装置は、接触摺動部を有する可動部の異常を判断する診断部200を備える。診断部200は、前述した実施の形態2,7と同様である。
[Embodiment 8]
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a configuration diagram showing the configuration of the stick-slip detection device according to the eighth embodiment of the present invention. This stick-slip detection device includes a diagnostic unit 200 that determines an abnormality of a movable unit having a contact sliding unit. Diagnosis section 200 is the same as in the second and seventh embodiments.

また、本実施の形態8におけるスティックスリップ検出装置は、可動部の変位により変化するプロセス変量(流量)の測定値の変化量をもとに診断部200の動作を停止するための判定信号を送出する診断動作制御外部システム807、および診断動作制御外部システム807より送出された判定信号をもとに診断部200の動作を停止する動作制御部876を備える。流量は、可動部を備える例えば調節弁の下流に配置された流量計809で測定され、流量計809で測定された流量値が、診断動作制御外部システム807に通知(送信)される。診断動作制御外部システム807より送出された判定信号は、ネットワーク808を介して接続する受信部875で受け付けられて動作制御部876に送られる。   Further, the stick-slip detection device according to the eighth embodiment sends a determination signal for stopping the operation of the diagnosis unit 200 based on the change amount of the measured value of the process variable (flow rate) that changes due to the displacement of the movable part. And an operation control unit 876 for stopping the operation of the diagnosis unit 200 based on the determination signal sent from the diagnosis operation control external system 807. The flow rate is measured by a flow meter 809 having a movable part, for example, disposed downstream of the control valve, and the flow rate value measured by the flow meter 809 is notified (transmitted) to the diagnostic operation control external system 807. The determination signal sent from the diagnostic operation control external system 807 is received by the receiving unit 875 connected via the network 808 and sent to the operation control unit 876.

本実施の形態では、診断動作制御外部システム807が、流量測定値受信部871,変化量算出部872,変化量判定部873,および送信部874を備える。なお、診断動作制御外部システム807は、可動部の制御状態を決定する外部制御システムと同じシステム内にあることが望ましいが、別システムとして実現されていても構わない。   In the present embodiment, the diagnostic operation control external system 807 includes a flow rate measurement value reception unit 871, a change amount calculation unit 872, a change amount determination unit 873, and a transmission unit 874. The diagnostic operation control external system 807 is preferably in the same system as the external control system that determines the control state of the movable part, but may be realized as a separate system.

流量測定値受信部871は、診断部200による診断対象となる例えば調節弁で制御される流体の流量測定値を流量計809から受信する。診断動作制御外部システム807が、流量計809の機器内部に組み込まれている場合は、流量測定値の取得は機器内のデータの受け渡しとして実現可能である。別システムとして実現されている場合は、流量計809と通信を行うことで、リアルタイムに流量測定値を受信できるようにする必要がある。変化量算出部872は、受信した流量測定値の変化より予め設定されている単位時間あたりの変化量を算出する。変化量判定部873は、変化量算出部872が算出している変化量が、設定されている基準値を超えたら、動作停止信号を出力する。送信部874は、変化量判定部873から出力された動作停止信号を、ネットワーク808を介して受信部875に送信する。   The flow rate measurement value receiving unit 871 receives from the flow meter 809 a flow rate measurement value of a fluid to be diagnosed by the diagnosis unit 200, for example, controlled by a control valve. When the diagnostic operation control external system 807 is incorporated in the device of the flow meter 809, acquisition of the flow rate measurement value can be realized as delivery of data in the device. When implemented as a separate system, it is necessary to be able to receive flow rate measurements in real time by communicating with the flow meter 809. The change amount calculation unit 872 calculates a change amount per unit time that is set in advance based on the received change in the flow rate measurement value. The change amount determination unit 873 outputs an operation stop signal when the change amount calculated by the change amount calculation unit 872 exceeds a set reference value. The transmission unit 874 transmits the operation stop signal output from the change amount determination unit 873 to the reception unit 875 via the network 808.

一方、変位検出部201は、設定されている遅延時間の後に、第1状態量算出部202および第2状態量算出部203に対して検出した変位信号を出力している。このため、上述した動作停止信号が出力されるまでは、第1状態量算出部202および第2状態量算出部203に入力される変位信号に、動作停止信号の原因である急激な変位の変化が現れることはない。   On the other hand, the displacement detection unit 201 outputs the detected displacement signal to the first state quantity calculation unit 202 and the second state quantity calculation unit 203 after the set delay time. For this reason, until the above-described operation stop signal is output, the displacement signal input to the first state quantity calculation unit 202 and the second state quantity calculation unit 203 changes in the sudden displacement that is the cause of the operation stop signal. Never appears.

また、上述した動作停止信号が受信部875で受け付けられると、動作制御部876は、第1状態量算出部202および第2状態量算出部203の算出動作を停止する。受信部875が動作停止信号を受け付けている間は、動作制御部876は、第1状態量算出部202および第2状態量算出部203の算出動作を停止する。   In addition, when the above-described operation stop signal is received by the reception unit 875, the operation control unit 876 stops the calculation operations of the first state quantity calculation unit 202 and the second state quantity calculation unit 203. While the reception unit 875 receives the operation stop signal, the operation control unit 876 stops the calculation operations of the first state quantity calculation unit 202 and the second state quantity calculation unit 203.

これらの結果、既に検出されている変位信号が変位検出部201より遅延出力されたときには、第1状態量算出部202および第2状態量算出部203は、動作停止信号により算出動作を停止していることになり、状態量の算出が停止している。言い換えると、スティックスリップと判断される変位信号の1階差分値の大きな値は、算出動作から除外されることになる。従って、送信部874より動作停止信号が送信されている所定の時間は、診断部200においてはスティックスリップの判断が停止され、スティックスリップの誤検知が抑制できるようになる。   As a result, when the displacement signal that has already been detected is delayed and output from the displacement detector 201, the first state quantity calculator 202 and the second state quantity calculator 203 stop the calculation operation by the operation stop signal. The calculation of the state quantity has stopped. In other words, a large value of the first-order difference value of the displacement signal determined to be stick-slip is excluded from the calculation operation. Therefore, for a predetermined time during which the operation stop signal is transmitted from the transmission unit 874, the determination of stick-slip is stopped in the diagnosis unit 200, and erroneous detection of stick-slip can be suppressed.

以上のことにより、診断部200においては、前述した実施の形態7と同様にスティックスリップの判断が停止され、前述したような可動部の制御状態に起因するスティックスリップの誤検知が抑制できるようになる。   As described above, in the diagnosis unit 200, the determination of stick-slip is stopped similarly to the above-described seventh embodiment, and the erroneous detection of stick-slip caused by the control state of the movable unit as described above can be suppressed. Become.

[実施の形態9]
次に、本発明の実施の形態9について図9を用いて説明する。図9は、本発明の実施の形態におけるスティックスリップ検出装置の構成を示す構成図である。このスティックスリップ検出装置は、まず、例えば、調節弁などの接触摺動部を有する可動部の異常を判断する診断部100を備える。
[Embodiment 9]
Next, Embodiment 9 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a configuration diagram showing the configuration of the stick-slip detection device in the embodiment of the present invention. The stick-slip detection device includes a diagnosis unit 100 that determines abnormality of a movable part having a contact sliding part such as a control valve.

また、スティックスリップ検出装置は、可動部である弁体の変位に対応して変化する流量の測定値の変化量をもとに、診断部100の判断の正誤の判別を行う診断動作制御部907を備える。流量は、可動部を備える例えば調節弁の下流に配置された流量計910で測定され、流量計910で測定された流量値が、診断動作制御部907に通知される。   In addition, the stick-slip detection device is a diagnostic operation control unit 907 that determines whether the diagnosis unit 100 is correct based on the amount of change in the measurement value of the flow rate that changes in accordance with the displacement of the valve body that is the movable unit. Is provided. The flow rate is measured by a flow meter 910 having a movable part, for example, arranged downstream of the control valve, and the flow rate value measured by the flow meter 910 is notified to the diagnostic operation control unit 907.

診断部100は、変位検出部101,第1状態量算出部(第1の演算手段)102,第2状態量算出部(第2の演算手段)103,特性記憶部104,第2状態量推定部105,および診断演算部106を備える。診断部100は、前述した実施の形態1と同様である。   The diagnosis unit 100 includes a displacement detection unit 101, a first state quantity calculation unit (first calculation unit) 102, a second state quantity calculation unit (second calculation unit) 103, a characteristic storage unit 104, and a second state quantity estimation. Unit 105 and diagnostic operation unit 106. Diagnosis unit 100 is the same as that in the first embodiment.

変位検出部101は、弁体などの可動部の変位を検出(計測)する。第1状態量算出部102は、検出された可動部の変位より第1の状態量を算出する。第2状態量算出部103は、検出された可動部の変位より第2の状態量を算出する。特性記憶部104は、予め求めてある可動部の正常動作時の変位より得られる第1の状態量と第2の状態量との関係を格納している。   The displacement detection unit 101 detects (measures) the displacement of a movable part such as a valve body. The first state quantity calculator 102 calculates the first state quantity from the detected displacement of the movable part. The second state quantity calculation unit 103 calculates a second state quantity from the detected displacement of the movable part. The characteristic storage unit 104 stores the relationship between the first state quantity and the second state quantity obtained in advance from the displacement of the movable part during normal operation.

第2状態量推定部105は、特性記憶部104に格納されている関係を利用し、第1状態量算出部102が算出した第1の状態量より第2の状態量を推定して推定状態量を算出する。診断演算部106は、第2状態量算出部103が算出した第2の状態量と推定状態量とを比較することで可動部の異常を判断し、異常が検出されたこと(異常検出信号)を出力する。   The second state quantity estimation unit 105 uses the relationship stored in the characteristic storage unit 104 to estimate the second state quantity from the first state quantity calculated by the first state quantity calculation unit 102 and estimate the state Calculate the amount. The diagnosis calculation unit 106 compares the second state quantity calculated by the second state quantity calculation unit 103 with the estimated state quantity to determine an abnormality of the movable part, and an abnormality is detected (abnormality detection signal). Is output.

次に、診断動作制御部907について説明する。診断動作制御部907は、流量測定値受信部971,測定値記憶部972,変化量算出部973,変化量判定部974,変化量算出制御部975,および診断結果判別部976を備える。   Next, the diagnostic operation control unit 907 will be described. The diagnostic operation control unit 907 includes a flow rate measurement value reception unit 971, a measurement value storage unit 972, a change amount calculation unit 973, a change amount determination unit 974, a change amount calculation control unit 975, and a diagnosis result determination unit 976.

流量測定値受信部971は、調節弁で制御される流体の流量測定値を流量計910から受信する。流量測定値受信部971は、流量計910から時系列に流量測定値を受信する。測定値記憶部972は、受信された流量測定値を時系列に記憶する。変化量算出部973は、測定値記憶部972に時系列に記憶されている流量測定値の変化より予め設定されている単位時間あたりの変化量を算出する。また、変化量算出部973は、変化量算出制御部975から開始指示信号を受け付けると、上述した算出動作を開始する。変化量判定部974は、変化量算出部973が算出している変化量が、設定されている基準値を超えたら、動作停止信号を出力する。   The flow rate measurement value receiving unit 971 receives the flow rate measurement value of the fluid controlled by the control valve from the flow meter 910. The flow rate measurement value receiving unit 971 receives the flow rate measurement values from the flow meter 910 in time series. The measurement value storage unit 972 stores the received flow rate measurement values in time series. The change amount calculation unit 973 calculates a change amount per unit time that is set in advance from a change in the flow rate measurement value stored in the measurement value storage unit 972 in time series. In addition, when the change amount calculation unit 973 receives a start instruction signal from the change amount calculation control unit 975, the change amount calculation unit 973 starts the above-described calculation operation. The change amount determination unit 974 outputs an operation stop signal when the change amount calculated by the change amount calculation unit 973 exceeds the set reference value.

変化量算出制御部975は、診断演算部106より出力される異常検出信号を受け付け、変化量算出部973に開始指示信号を通知して変化量算出動作を開始させる。また、診断結果判別部976は、変化量判定部974より出力される動作停止信号の有無により、診断演算部106より出力されて受け付けられた異常検出信号の正誤を判別し、可動部における異常(スティックスリップ)発生を通知する。診断結果判別部976は、異常信号に加えて動作停止信号を受け付けると、受け付けた異常信号が誤判定であるとし、異常発生の通知を行わない。   The change amount calculation control unit 975 receives the abnormality detection signal output from the diagnosis calculation unit 106, notifies the change amount calculation unit 973 of a start instruction signal, and starts the change amount calculation operation. Further, the diagnosis result determination unit 976 determines whether the abnormality detection signal output and received from the diagnosis calculation unit 106 is correct based on the presence / absence of the operation stop signal output from the change amount determination unit 974, and detects an abnormality ( Notify the occurrence of (stick slip). When the diagnosis result determination unit 976 receives the operation stop signal in addition to the abnormality signal, the diagnosis result determination unit 976 determines that the received abnormality signal is an erroneous determination and does not notify the occurrence of the abnormality.

上述した本実施の形態では、診断動作制御部907が、診断部100の各部の動作制御を行うのではなく、診断部100(診断演算部106)による異常の判断の正誤を判別するところに特徴がある。このようにした本実施の形態によれば、既に診断部100が設置されている環境に、診断部100に変更を加えることなく、診断動作制御部907を追加すればよいので、設備の大幅な変更が抑制できるようになる。   The above-described embodiment is characterized in that the diagnostic operation control unit 907 does not control the operation of each unit of the diagnostic unit 100 but determines whether the abnormality is determined by the diagnostic unit 100 (diagnosis calculation unit 106). There is. According to the present embodiment thus configured, the diagnostic operation control unit 907 may be added to the environment where the diagnostic unit 100 is already installed without changing the diagnostic unit 100. Changes can be suppressed.

ここで、診断演算部106が可動部の異常の判断のもととなる変位検出部101による変位測定値(変位検出結果)の測定時点における可動部の変位の状態が、流量計910に測定される流量測定値に反映されるまでには、時間の遅れがある。これは、調節弁から流量計まで流体が流れるのにかかる輸送遅れ、および、流量計自身の測定遅延に起因する。また、検出された変位をもとにした異常の判断結果の算出にも、時間を要する。これは、異常の判断の基となる状態量の算出は、(1)〜(4)式や(7)〜(8)式で示したように、一定時間の変位データを必要とするからである。また、流量測定における遅れ時間と、判断結果算出時間とは、ほとんどの場合は異なっている。   Here, the state of displacement of the movable part at the time of measurement of the displacement measurement value (displacement detection result) by the displacement detection part 101, which is a basis for determining whether the diagnosis of the movable part is abnormal, is measured by the flow meter 910. There is a time delay before it is reflected in the measured flow rate. This is due to the transport delay required for fluid to flow from the control valve to the flow meter and the measurement delay of the flow meter itself. Also, it takes time to calculate the abnormality determination result based on the detected displacement. This is because the calculation of the state quantity, which is the basis for determining the abnormality, requires displacement data for a certain period of time as shown in the equations (1) to (4) and (7) to (8). is there. Further, in most cases, the delay time in the flow rate measurement and the determination result calculation time are different.

このため、診断演算部106より出力される異常検出信号が変化量算出制御部975で受け付けられた後、変化量算出部973による変化量算出に用いる流量測定値は、算出対象となる測定時間の範囲を診断演算部106による判断結果の算出時間、および流量測定の遅れ時間を考慮して設定することが必要となる。   For this reason, after the abnormality detection signal output from the diagnosis calculation unit 106 is received by the change amount calculation control unit 975, the flow rate measurement value used for the change amount calculation by the change amount calculation unit 973 is the value of the measurement time to be calculated. It is necessary to set the range in consideration of the calculation time of the determination result by the diagnosis calculation unit 106 and the delay time of the flow rate measurement.

ここで、診断演算部106の判断結果は、時刻t1からt2の間に変位検出部101によって測定された変位に基づいているとする。また、可動部の変位の状態が流量測定値に反映されるまでにかかる時間(遅延)をTfとする。この場合、変化量算出部973による変化量算出には、時刻t1+Tfからt2+Tfまでの流量測定値を用いればよいことになる。   Here, it is assumed that the determination result of the diagnostic calculation unit 106 is based on the displacement measured by the displacement detection unit 101 between the times t1 and t2. Also, let Tf be the time (delay) required until the displacement state of the movable part is reflected in the flow rate measurement value. In this case, the change amount calculation by the change amount calculation unit 973 may be performed using flow rate measurement values from time t1 + Tf to t2 + Tf.

例えば、流量測定の遅れ時間に比較して判断結果の算出時間がより長い場合、変化量算出部973が、変化量算出制御部975より開始指示信号を受け付けた時点では、時刻t1+Tfは既に経過した後である。よって、変化量算出のためには、時刻t1+Tfから現在までに流量測定値受信部971が受信して測定値記憶部972に記憶されている流量測定値が必要となる。   For example, when the calculation time of the determination result is longer than the flow measurement delay time, the time t1 + Tf has already passed when the change amount calculation unit 973 receives the start instruction signal from the change amount calculation control unit 975. Later. Therefore, in order to calculate the amount of change, the flow rate measurement value received by the flow rate measurement value receiving unit 971 from the time t1 + Tf to the present and stored in the measurement value storage unit 972 is required.

また、例えば、判断結果の算出時間に比較して流量測定の遅れ時間がより長い場合、変化量算出部973が変化量算出制御部975より開始指示信号を受け付けた時点では、時刻t1+Tfにはまだなっていない。よって、時刻t1+Tfになるのを待って、流量測定値受信部971が受信している流量測定値を用いて変化量を算出すればよい。この場合、測定値記憶部972はなくてもよい。   Further, for example, when the delay time of the flow rate measurement is longer than the calculation time of the determination result, when the change amount calculation unit 973 receives the start instruction signal from the change amount calculation control unit 975, the time t1 + Tf is still is not. Therefore, after the time t1 + Tf is reached, the amount of change may be calculated using the flow rate measurement value received by the flow rate measurement value receiving unit 971. In this case, the measurement value storage unit 972 may not be provided.

いずれにおいても、判断結果の算出に用いた可動部変位を測定した時間は診断部の仕様から把握可能であり、また流量測定の遅れ時間などは計測可能な時間である。よって、上述した時間範囲を設定することが可能である。   In any case, the time for measuring the displacement of the movable part used for calculation of the determination result can be grasped from the specification of the diagnosis part, and the delay time of the flow rate measurement is a measurable time. Therefore, it is possible to set the time range described above.

なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、各実施の形態の組み合わせを含めて多くの変形が実施可能であることは明白である。   The present invention is not limited to the embodiments described above, and many of them, including combinations of the embodiments, can be made by those having ordinary knowledge in the art within the technical idea of the present invention. It is obvious that a variation of can be implemented.

例えば、上述した実施の形態9では、診断動作制御部が、診断演算部より異常信号を受け付けると、この異常の判断の正誤を判別するようにしたが、これに限るものではない。例えば、変化量の算出を常に行い、算出した変化量が設定されている基準値を超えている間は、異常の判断には適さない状態であることを示す信号を出力し続けるようにしてもよい。この信号が出力されている間に、診断演算部により異常が判断されれば、この異常の判断が誤判定であることが判別できる。   For example, in Embodiment 9 described above, when the diagnostic operation control unit receives an abnormal signal from the diagnostic calculation unit, the correctness / incorrectness of the determination of the abnormality is determined. However, the present invention is not limited to this. For example, the amount of change is always calculated, and while the calculated amount of change exceeds a set reference value, a signal indicating that the state is not suitable for determination of abnormality may be continuously output. Good. If an abnormality is determined by the diagnostic calculation unit while this signal is being output, it can be determined that the determination of the abnormality is an erroneous determination.

100…診断部、101…変位検出部、102…第1状態量算出部(第1の演算手段)、103…第2状態量算出部(第2の演算手段)、104…特性記憶部、105…第2状態量推定部、106…診断演算部、107…診断動作制御部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Diagnosis part, 101 ... Displacement detection part, 102 ... 1st state quantity calculation part (1st calculation means), 103 ... 2nd state quantity calculation part (2nd calculation means), 104 ... Characteristic storage part, 105 ... 2nd state quantity estimation part, 106 ... Diagnosis calculation part, 107 ... Diagnosis operation control part.

Claims (14)

接触摺動部を有する可動部の変位を検出する変位検出手段と、
前記変位より第1の状態量を算出する第1の演算手段と、
前記変位より第2の状態量を算出する第2の演算手段と、
予め求めてある前記可動部の正常動作時の変位より得られる第1の状態量と第2の状態量との関係を格納した特性記憶部と、
前記特性記憶部に格納されている関係を利用し、前記第1の演算手段が算出した第1の状態量より前記第2の状態量を推定して推定状態量を算出する状態量推定手段と、
前記第2の演算手段が算出した第2の状態量と前記推定状態量とを比較することで前記可動部の異常を判断する診断演算手段と
を有する前記可動部の異常を判断する診断部と、
前記可動部の変位量および前記可動部の変位により変化するプロセス変量のいずれかの測定値の変化量をもとに前記診断部の動作を制御する診断動作制御部と
を備えることを特徴とするスティックスリップ検出装置。
A displacement detecting means for detecting the displacement of the movable part having the contact sliding part;
First calculating means for calculating a first state quantity from the displacement;
Second computing means for computing a second state quantity from the displacement;
A characteristic storage unit that stores a relationship between a first state quantity and a second state quantity obtained from a displacement of the movable part that is obtained in advance during normal operation;
State quantity estimating means for calculating the estimated state quantity by estimating the second state quantity from the first state quantity calculated by the first computing means using the relationship stored in the characteristic storage unit; ,
A diagnostic unit for determining an abnormality of the movable part, comprising: a diagnostic calculation unit for determining an abnormality of the movable part by comparing the second state quantity calculated by the second calculation means and the estimated state quantity; ,
A diagnostic operation control unit configured to control an operation of the diagnostic unit based on a change amount of a measured value of any one of a displacement amount of the movable unit and a process variable that varies depending on the displacement of the movable unit. Stick-slip detector.
接触摺動部を有する可動部の変位を検出する変位検出手段と、
前記変位より第1の状態量を算出する第1の演算手段と、
前記変位より第2の状態量を算出する第2の演算手段と、
予め求めてある前記可動部の正常動作時の変位より得られる第1の状態量と第2の状態量との関係を格納した特性記憶部と、
前記第1の演算手段が算出した第1の状態量および前記第2の演算手段が算出した第2の状態量の間の関係と、前記特性記憶部に格納された関係とを比較することで、前記可動部の異常を判断する診断演算手段と
を有する前記可動部の異常を判断する診断部と、
前記可動部の変位量および前記可動部の変位により変化するプロセス変量のいずれかの測定値の変化量をもとに前記診断部の動作を制御する診断動作制御部と
を備えることを特徴とするスティックスリップ検出装置。
A displacement detecting means for detecting the displacement of the movable part having the contact sliding part;
First calculating means for calculating a first state quantity from the displacement;
Second computing means for computing a second state quantity from the displacement;
A characteristic storage unit that stores a relationship between a first state quantity and a second state quantity obtained from a displacement of the movable part that is obtained in advance during normal operation;
By comparing the relationship between the first state quantity calculated by the first calculation means and the second state quantity calculated by the second calculation means with the relation stored in the characteristic storage unit. A diagnostic unit for determining abnormality of the movable part, comprising: a diagnostic calculation means for determining abnormality of the movable part;
A diagnostic operation control unit configured to control an operation of the diagnostic unit based on a change amount of a measured value of any one of a displacement amount of the movable unit and a process variable that varies depending on the displacement of the movable unit. Stick-slip detector.
請求項1または2記載のスティックスリップ検出装置において、
前記診断動作制御部は、
前記変位検出手段が検出した前記可動部の変位の変化量を算出する変化量算出手段と、
この変化量算出手段が算出した変化量が予め設定されているしきい値を超えたことを検出して前記診断部の動作を制御する動作制御手段と
を備えることを特徴とするスティックスリップ検出装置。
The stick-slip detection device according to claim 1 or 2,
The diagnostic operation controller is
A change amount calculating means for calculating a change amount of the displacement of the movable part detected by the displacement detecting means;
An operation control means for detecting that the change amount calculated by the change amount calculation means exceeds a preset threshold value and controlling the operation of the diagnosis section, .
請求項1または2記載のスティックスリップ検出装置において、
前記診断動作制御部は、
前記プロセス変量の測定値の変化量を算出する変化量算出手段と、
この変化量算出手段が算出した変化量が予め設定されているしきい値を超えたことを検出して前記診断部の動作を停止する動作制御手段と
を備えることを特徴とするスティックスリップ検出装置。
The stick-slip detection device according to claim 1 or 2,
The diagnostic operation controller is
A change amount calculating means for calculating a change amount of the measured value of the process variable;
An operation control means for detecting that the change amount calculated by the change amount calculation means exceeds a preset threshold value, and stopping the operation of the diagnosis unit. .
請求項1〜4のいずれか1項に記載のスティックスリップ検出装置において、
前記診断動作制御部は、前記第1の演算手段および前記第2の演算手段の動作を停止することで、前記診断部の動作を制御する
ことを特徴とするスティックスリップ検出装置。
In the stick slip detection device according to any one of claims 1 to 4,
The diagnostic operation control unit controls the operation of the diagnostic unit by stopping the operations of the first calculation unit and the second calculation unit.
請求項1〜4のいずれか1項に記載のスティックスリップ検出装置において、
前記診断動作制御部は、前記診断演算手段の動作を停止することで前記診断部の動作を制御する
ことを特徴とするスティックスリップ検出装置。
In the stick slip detection device according to any one of claims 1 to 4,
The diagnostic operation control unit controls the operation of the diagnostic unit by stopping the operation of the diagnostic calculation means.
請求項1〜6のいずれか1項に記載のスティックスリップ検出装置において、
前記診断動作制御部は、
診断演算手段による異常の判断をもとに、前記診断部の動作制御を開始し、
前記可動部の変位量および前記可動部の変位により変化するプロセス変量のいずれかの測定値の変化量をもとに前記診断演算手段による異常の判断の正誤を判別する
ことを特徴とするスティックスリップ検出装置。
In the stick slip detection device according to any one of claims 1 to 6,
The diagnostic operation controller is
Based on the abnormality determination by the diagnostic calculation means, start the operation control of the diagnostic unit,
Stick stick slip characterized by determining whether or not an abnormality is judged by the diagnostic calculation means based on a change amount of a measured value of any one of a displacement amount of the movable portion and a process variable that is changed by the displacement of the movable portion. Detection device.
接触摺動部を有する可動部の変位を検出する変位検出手段と、
前記変位より第1の状態量を算出する第1の演算手段と、
前記変位より第2の状態量を算出する第2の演算手段と、
予め求めてある前記可動部の正常動作時の変位より得られる第1の状態量と第2の状態量との関係を格納した特性記憶部と、
前記特性記憶部に格納されている関係を利用し、前記第1の演算手段が算出した第1の状態量より前記第2の状態量を推定して推定状態量を算出する状態量推定手段と、
前記第2の演算手段が算出した第2の状態量と前記推定状態量とを比較することで前記可動部の異常を判断する診断演算手段と
を有する前記可動部の異常を判断する診断部と、
前記可動部の変位量および前記可動部の変位により変化するプロセス変量のいずれかの測定値の変化量をもとに前記診断演算手段による異常の判断の正誤を判別する診断動作制御部とを備えることを特徴とするスティックスリップ検出装置。
A displacement detecting means for detecting the displacement of the movable part having the contact sliding part;
First calculating means for calculating a first state quantity from the displacement;
Second computing means for computing a second state quantity from the displacement;
A characteristic storage unit that stores a relationship between a first state quantity and a second state quantity obtained from a displacement of the movable part that is obtained in advance during normal operation;
State quantity estimating means for calculating the estimated state quantity by estimating the second state quantity from the first state quantity calculated by the first computing means using the relationship stored in the characteristic storage unit; ,
A diagnostic unit for determining an abnormality of the movable part, comprising: a diagnostic calculation unit for determining an abnormality of the movable part by comparing the second state quantity calculated by the second calculation means and the estimated state quantity; ,
A diagnostic operation control unit that determines whether or not the abnormality is determined by the diagnostic calculation unit based on a change amount of a measured value of any one of a displacement amount of the movable portion and a process variable that changes due to the displacement of the movable portion. A stick-slip detector characterized by that.
接触摺動部を有する可動部の変位を検出し、
前記変位より第1の状態量を算出し、
前記変位より第2の状態量を算出し、
予め求めてある前記可動部の正常動作時の変位より得られる第1の状態量と第2の状態量との関係を利用し、算出した前記第1の状態量より前記第2の状態量を推定して推定状態量を算出し、
算出した前記第2の状態量と前記推定状態量とを比較することで前記可動部の異常を判断し、
前記可動部の変位量および前記可動部の変位により変化するプロセス変量のいずれかの測定値の変化量をもとに前記異常の判断動作を制御する
ことを特徴とするスティックスリップ検出方法。
Detecting the displacement of the movable part with the contact sliding part,
A first state quantity is calculated from the displacement,
A second state quantity is calculated from the displacement,
Using the relationship between the first state quantity and the second state quantity obtained from the displacement during normal operation of the movable part obtained in advance, the second state quantity is calculated from the calculated first state quantity. To calculate the estimated state quantity,
Determining the abnormality of the movable part by comparing the calculated second state quantity and the estimated state quantity;
The stick-slip detection method characterized in that the abnormality determination operation is controlled based on a change amount of a measured value of any one of a displacement amount of the movable portion and a process variable that changes due to the displacement of the movable portion.
接触摺動部を有する可動部の変位を検出し、
前記変位より第1の状態量を算出し、
前記変位より第2の状態量を算出し、
予め求めてある前記可動部の正常動作時の変位より得られる第1の状態量と第2の状態量との関係と、算出した前記第1の状態量および前記第2の状態量の間の関係とを比較することで、前記可動部の異常を判断し、
前記可動部の変位量および前記可動部の変位により変化するプロセス変量のいずれかの測定値の変化量をもとに前記異常の判断動作を制御する
ことを特徴とするスティックスリップ検出方法。
Detecting the displacement of the movable part with the contact sliding part,
A first state quantity is calculated from the displacement,
A second state quantity is calculated from the displacement,
The relationship between the first state quantity and the second state quantity obtained from the displacement during normal operation of the movable part determined in advance, and between the calculated first state quantity and the second state quantity. By comparing the relationship and determining the abnormality of the movable part,
The stick-slip detection method characterized in that the abnormality determination operation is controlled based on a change amount of a measured value of any one of a displacement amount of the movable portion and a process variable that changes due to the displacement of the movable portion.
請求項9または10記載のスティックスリップ検出方法において、
前記可動部の変位の変化量を算出し、
算出した前記変化量が予め設定されているしきい値を超えたことにより前記異常の判断動作を停止する
ことを特徴とするスティックスリップ検出方法。
The stick-slip detection method according to claim 9 or 10,
Calculate the amount of change in the displacement of the movable part,
A stick-slip detection method, wherein the abnormality determination operation is stopped when the calculated change amount exceeds a preset threshold value.
請求項9または10記載のスティックスリップ検出方法において、
前記プロセス変量の測定値の変化量を算出し、
算出した前記変化量が予め設定されているしきい値を超えたことにより前記異常の判断動作を停止する
ことを特徴とするスティックスリップ検出方法。
The stick-slip detection method according to claim 9 or 10,
Calculate the amount of change in the measured value of the process variable,
A stick-slip detection method, wherein the abnormality determination operation is stopped when the calculated change amount exceeds a preset threshold value.
請求項9〜12のいずれか1項に記載のスティックスリップ検出方法において、
前記可動部の変位量および前記可動部の変位により変化するプロセス変量のいずれかの測定値の変化量をもとに異常を判断の正誤を判別することで、前記異常の判断動作を停止する
ことを特徴とするスティックスリップ検出方法。
In the stick slip detection method according to any one of claims 9 to 12,
Stopping the determination operation of the abnormality by determining whether the abnormality is correct based on the amount of change in the measured value of any one of the displacement amount of the movable portion and the process variable that changes due to the displacement of the movable portion. A stick-slip detection method characterized by the above.
接触摺動部を有する可動部の変位を検出し、
前記変位より第1の状態量を算出し、
前記変位より第2の状態量を算出し、
予め求めてある前記可動部の正常動作時の変位より得られる第1の状態量と第2の状態量との関係を利用し、算出した前記第1の状態量より前記第2の状態量を推定して推定状態量を算出し、
算出した前記第2の状態量と前記推定状態量とを比較することで前記可動部の異常を判断し、
前記可動部の変位量および前記可動部の変位により変化するプロセス変量のいずれかの測定値の変化量をもとに前記異常の判断の正誤を判別することを特徴とするスティックスリップ検出方法。
Detecting the displacement of the movable part with the contact sliding part,
A first state quantity is calculated from the displacement,
A second state quantity is calculated from the displacement,
Using the relationship between the first state quantity and the second state quantity obtained from the displacement during normal operation of the movable part obtained in advance, the second state quantity is calculated from the calculated first state quantity. To calculate the estimated state quantity,
Determining the abnormality of the movable part by comparing the calculated second state quantity and the estimated state quantity;
A stick-slip detection method comprising: determining whether the abnormality is correct or not based on a change amount of a measured value of any one of a displacement amount of the movable portion and a process variable that changes due to the displacement of the movable portion.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5824333B2 (en) * 2011-11-10 2015-11-25 アズビル株式会社 Stick-slip detection device and detection method
KR101374092B1 (en) 2012-10-15 2014-03-13 주식회사 진 The apparatus to control fine displacement
US9920856B2 (en) 2014-03-31 2018-03-20 Dresser, Inc. Method for determining amplitude of stick-slip on a valve assembly and implementation thereof
US9857801B2 (en) 2014-03-31 2018-01-02 General Electric Company System and method for detecting a stick-slip
US10371285B2 (en) * 2015-10-27 2019-08-06 Dresser, Llc Predicting maintenance requirements for a valve assembly
JP6815881B2 (en) * 2017-02-01 2021-01-20 ナブテスコ株式会社 Fluid pressure drive

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001055934A (en) * 1999-08-17 2001-02-27 Denso Corp Variable valve timing controller for internal combustion engine
JP2001342914A (en) * 2000-06-01 2001-12-14 Toyota Motor Corp Abnormality diagnostic device for fuel vapor purge system for vehicle
JP3254624B2 (en) * 1996-05-31 2002-02-12 株式会社山武 Stick-slip detection method and detection device
JP2008157036A (en) * 2006-12-20 2008-07-10 Denso Corp Control device of internal combustion engine
JP2009281328A (en) * 2008-05-23 2009-12-03 Toyota Motor Corp Device for detecting abnormal air-fuel ratio variation among cylinders of multi-cylinder internal combustion engine
JP2011080787A (en) * 2009-10-05 2011-04-21 Yamatake Corp Stick-slip detecting device and detecting method

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6272401B1 (en) * 1997-07-23 2001-08-07 Dresser Industries, Inc. Valve positioner system
JP3864525B2 (en) * 1997-12-25 2007-01-10 株式会社日立製作所 Engine fuel supply diagnostic apparatus and method
JP4329205B2 (en) * 1999-09-10 2009-09-09 トヨタ自動車株式会社 Pressure device abnormality detection device for hydraulic brake system
JP2003036115A (en) * 2001-07-26 2003-02-07 Yokogawa Electric Corp Method and device for diagnosing equipment
JP2005017064A (en) 2003-06-25 2005-01-20 Mitsuboshi Belting Ltd Testing method of stick slip
DE102005002237A1 (en) * 2005-01-18 2006-07-20 Robert Bosch Gmbh Method for operation of internal combustion engine involves broadband lambda sensor whereby first change of lambda signal by sensor is determined and oxygen discharged after first change is determined
JP4640977B2 (en) * 2005-10-27 2011-03-02 ヒタチグローバルストレージテクノロジーズネザーランドビーブイ Disk storage device and control method thereof
US7478012B2 (en) * 2006-06-30 2009-01-13 Fisher Controls International Llc Computerized evaluation of valve signature graphs
JP5824333B2 (en) * 2011-11-10 2015-11-25 アズビル株式会社 Stick-slip detection device and detection method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3254624B2 (en) * 1996-05-31 2002-02-12 株式会社山武 Stick-slip detection method and detection device
JP2001055934A (en) * 1999-08-17 2001-02-27 Denso Corp Variable valve timing controller for internal combustion engine
JP2001342914A (en) * 2000-06-01 2001-12-14 Toyota Motor Corp Abnormality diagnostic device for fuel vapor purge system for vehicle
JP2008157036A (en) * 2006-12-20 2008-07-10 Denso Corp Control device of internal combustion engine
JP2009281328A (en) * 2008-05-23 2009-12-03 Toyota Motor Corp Device for detecting abnormal air-fuel ratio variation among cylinders of multi-cylinder internal combustion engine
JP2011080787A (en) * 2009-10-05 2011-04-21 Yamatake Corp Stick-slip detecting device and detecting method

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